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JP5283134B2 - Control device adaptable to touch screen frequency - Google Patents

Control device adaptable to touch screen frequency Download PDF

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JP5283134B2
JP5283134B2 JP2010158885A JP2010158885A JP5283134B2 JP 5283134 B2 JP5283134 B2 JP 5283134B2 JP 2010158885 A JP2010158885 A JP 2010158885A JP 2010158885 A JP2010158885 A JP 2010158885A JP 5283134 B2 JP5283134 B2 JP 5283134B2
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touch screen
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パウロ・イルレグイ・ゴメス
茂樹 蒲原
宏 金田
ジョエル・ケント
ジェフリー・エル・シャープ
ジェフリー・ディ・ウィルソン
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Elo Touch Solutions Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for adapting the frequency of a touchscreen control device to adapt the touchscreen control device to a special operation characteristic of a specific touchscreen. <P>SOLUTION: The touchscreen system includes: a substrate which can propagate sound waves; at least one transmitting transducer which transmits a sound wave of a first burst length corresponding to an input signal; a reflection array which forms a sound wave of a second burst length by extending the sound wave of the first burst length; a receiving transducer which receives the sound wave of the second burst length; and an adaptable controller. The adaptable controller includes a reference oscillator which generates a first frequency; a microprocessor connected to the reference oscillator; a digital burst circuit; and a memory including a set of frequency correction values. The microprocessor outputs a burst control signal to the digital burst circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、一般に、タッチスクリーンに関し、とりわけ、タッチスクリーンの制御装置を、特定のタッチスクリーンの特別な動作特性に適応させるために、制御装置の周波数を適応させる方法および装置に関する。   The present invention relates generally to touch screens, and more particularly to a method and apparatus for adapting the frequency of a controller to adapt the controller of the touch screen to the particular operating characteristics of a particular touch screen.

タッチスクリーンは、データ処理システムへの情報入力手段として、陰極線管(すなわちCRT)、および液晶ディスプレイスクリーン(すなわちLCDスクリーン)を含むさまざまな形式のディスプレイに組み込まれている。タッチスクリーンがディスプレイの上方に配置され、あるいはディスプレイと一体に組み込まれている場合、ユーザは、所望のアイコンまたは要素に対応する位置を触れることにより、表示されたアイコンもしくは要素を選択することができる。タッチスクリーンは、たとえばPOSシステム、インフォメーションセンタ、現金自動支払機(すなわちATM)、およびデータ入力システムなどのさまざまな用途において一般的に利用されている。   Touch screens are incorporated into various types of displays, including cathode ray tubes (ie, CRTs) and liquid crystal display screens (ie, LCD screens) as information input means to the data processing system. If the touch screen is placed above or integrated with the display, the user can select the displayed icon or element by touching the position corresponding to the desired icon or element. . Touch screens are commonly used in a variety of applications such as POS systems, information centers, cash dispensers (ie, ATMs), and data entry systems.

音響スクリーンなどの特定の種類のタッチスクリーンにおいて、たとえばレーリ波、ラブ波または他の音波などの表面弾性波の現象を利用して、音波または超音波を発生させ、タッチスクリーンの表面上に指向性よく伝播させる。一般に、タッチパネルのそれぞれの軸において、単一の送信トランスデューサと、単一の受信トランスデューサと、一対の反射アレイとが設けられている。送信トランスデューサおよび受信トランスデューサはコントローラ(制御装置)に接続され、コントローラは送信トランスデューサに供給される駆動信号を生成し、受信トランスデューサからの信号を増幅し、調整し、そして応答する。各送信トランスデューサが生成した音波は、タッチスクリーンの周縁部付近に配置された反射アレイで反射する。反射アレイは、その長さの全体において直角に音波を反射し、タッチスクリーンの活性領域に伝播する表面弾性波パターンを生成する。伝播する表面弾性波は、均一な振幅を有する実質的に直線的な波面を有する。対向する反射アレイは、伝播する表面弾性波を受信トランスデューサに向かって反射する。タッチスクリーンの各軸に沿って伝播する表面弾性波の伝播時間と振幅をモニタすることにより、タッチスクリーンの表面上の波の減衰点の位置を特定することができる。この減衰は、指、スタイラスまたは他の物体がスクリーンにタッチ(接触)することにより生じる。   In certain types of touch screens, such as acoustic screens, sound waves or ultrasonic waves are generated using, for example, surface acoustic wave phenomena such as Rayleigh waves, Love waves or other sound waves, and directivity on the surface of the touch screen. Propagate well. In general, a single transmitting transducer, a single receiving transducer, and a pair of reflective arrays are provided on each axis of the touch panel. The transmit and receive transducers are connected to a controller, which generates drive signals that are supplied to the transmit transducers, amplifies, adjusts, and responds to signals from the receive transducers. The sound wave generated by each transmission transducer is reflected by a reflection array arranged near the periphery of the touch screen. The reflective array reflects sound waves at right angles throughout its length, producing a surface acoustic wave pattern that propagates to the active area of the touch screen. Propagating surface acoustic waves have a substantially straight wavefront with uniform amplitude. Opposing reflective arrays reflect propagating surface acoustic waves toward the receiving transducer. By monitoring the propagation time and amplitude of the surface acoustic wave propagating along each axis of the touch screen, the position of the wave attenuation point on the surface of the touch screen can be identified. This attenuation is caused by a finger, stylus or other object touching the screen.

通常、タッチスクリーンシステムの製造業者は、明確な周波数範囲内にあり、基準周波数が水晶発振器を用いて与えられる所定の振動周波数を有するコントローラを製造または購入する。そして製造過程において、それぞれのタッチスクリーンの特性周波数が特定され、必要ならば、確実にタッチスクリーンの特性周波数とコントローラの発振周波数とが十分に適応するように特性周波数が調整される   Typically, touch screen system manufacturers produce or purchase controllers that have a predetermined vibration frequency that is within a well-defined frequency range and whose reference frequency is provided using a crystal oscillator. In the manufacturing process, the characteristic frequency of each touch screen is specified, and if necessary, the characteristic frequency is adjusted so that the characteristic frequency of the touch screen and the oscillation frequency of the controller are sufficiently adapted.

タッチスクリーンの特性周波数をより慎重に特定する必要がある。ここで対象となる種類の音響タッチスクリーンは、狭帯域フィルタの特性を有する。狭帯域の中心周波数は、反射素子の間隔、および音波の速度によって決まる。送信トランスデューサに短い時間のバーストが加わると、音波が受信トランスデューサまで最短距離で伝播する時間に相当する遅延時間が経過した後に一連の長く続く波列が検出される。入力されるバーストの周波数スペクトルは、バーストが短期間であることに起因して、通常極めて大きく広がるところ、出力される一連の波列のスペクトルは、極めて狭小で、特定の周波数で鋭いピークを有することが理想的である。この特定の周波数は、タッチスクリーンの特性周波数と呼ばれる。タッチシステムの動作周波数がタッチスクリーンの特性周波数に適応することが要求される。   The characteristic frequency of the touch screen needs to be identified more carefully. The type of acoustic touch screen of interest here has the characteristics of a narrowband filter. The center frequency of the narrow band is determined by the interval between the reflecting elements and the velocity of the sound wave. When a short time burst is applied to the transmitting transducer, a series of long-lasting wave trains are detected after a delay time corresponding to the time for the sound waves to propagate to the receiving transducer at the shortest distance. The frequency spectrum of the incoming burst is usually very wide due to the short duration of the burst, but the spectrum of the output wave train is very narrow and has a sharp peak at a specific frequency Ideally. This particular frequency is called the characteristic frequency of the touch screen. The operating frequency of the touch system is required to adapt to the characteristic frequency of the touch screen.

原理的には、タッチスクリーンは単一の特性周波数を有することが理想的である。ただし製造上のばらつきにより、特性周波数は複数にわたり、または一定の範囲を有することがある。タッチスクリーンの現実の製造過程において、タッチスクリーンの特性周波数が実質的にただ1つであり、コントローラの基準発振器により決まる発振周波数に適応するように費用と労力が投じられている。タッチスクリーンの製造過程において期待される成果を実現するためには、アレイの緻密な配置設計、入手する原材料の供給プロセスの厳重な管理、および反射アレイの適正な電気テストを行う必要がある。さらに予期しない変化または変動があったとき、直ちにこれを是正する必要がある。たとえばアレイを再設計するか、新しいプリントマスクを作成する必要が生じる場合がある。タッチスクリーンの特性周波数を適正に維持するために必要な調整、管理およびテストを実施することにより、製造コストが増大し、さらに音響タッチスクリーンの製造の難しさに熟練した作業者を擁する工場であっても、その生産収量を低減することになる。これは、現在の音響タッチスクリーン業界における重要な解決課題である。   In principle, a touch screen ideally has a single characteristic frequency. However, due to manufacturing variations, the characteristic frequency may be plural or have a certain range. In the actual manufacturing process of a touch screen, there is substantially only one characteristic frequency of the touch screen, and costs and effort are invested to adapt to the oscillation frequency determined by the reference oscillator of the controller. In order to achieve the expected results in the manufacturing process of the touch screen, it is necessary to perform precise layout design of the array, strict control of the supply process of the raw materials to be obtained, and proper electrical testing of the reflective array. In addition, if there are unexpected changes or fluctuations, they need to be corrected immediately. For example, it may be necessary to redesign the array or create a new print mask. The adjustment, control and testing necessary to maintain the touchscreen's characteristic frequency properly has resulted in increased manufacturing costs and a factory with skilled workers in the difficulty of manufacturing acoustic touchscreens. However, the production yield will be reduced. This is an important solution in the current acoustic touch screen industry.

一般に、周波数の不適応は、本質的に全体的か部分的かに分類できる。周波数不適応が全体的である場合、不適応の原因はタッチスクリーン全体に影響を及ぼす。たとえば、コントローラの基準発振器の振動がドリフト(変動)し、あるいは(たとえばガラス基板が異なるガラス業者によって製造されたために)ガラス基板が予想しない音速を有する場合、タッチスクリーン全体において、コントローラの発振周波数をタッチスクリーンの特定周波数に適応させることができる。これに対し、一方、周波数不適応が部分的である場合、タッチスクリーンの特定の領域においてのみ、コントローラとの不適応が生じる。   In general, frequency maladaptation can be classified as essentially whole or partial. If frequency maladaptation is global, the cause of maladjustment affects the entire touch screen. For example, if the vibration of the reference oscillator of the controller drifts or fluctuates (for example, because the glass substrate is manufactured by a different glass manufacturer), the controller's oscillation frequency is reduced throughout the touch screen if the glass substrate has an unexpected sound speed. It can be adapted to a specific frequency of the touch screen. On the other hand, if the frequency maladaptation is partial, then maladaptation with the controller occurs only in certain areas of the touch screen.

全体的および部分的な周波数不適応はさまざまな原因に起因する。不適応のいくつかの原因は品質管理を十分に行うことにより排除することができるが、こうした品質管理に要するコストは、しばしば非常に高くつく場合がある。たとえば、タッチスクリーンのガラス基板のばらつきにより、音速が変動し、全体的な周波数不適応が生じる。ガラスの供給業者を管理し、製造プロセスを管理して、すべての基板の音速が所定の狭い範囲内に収まるようにすることは、経済的に不可能である。音響反射アレイが陰極線管(CRT)の表面プレートに直接的に印刷される場合、ガラス供給業者および製造プロセスを管理することは、より困難となる。ガラスの化学組成および熱履歴(アニ−ル時間およびアニ−ル温度等)を含む特定のガラス特性を管理して、全体的な周波数不適応を排除することは困難である。   Overall and partial frequency maladaptation can result from a variety of causes. Although some causes of maladjustment can be eliminated by thorough quality control, the cost of such quality control can often be very high. For example, due to variations in the glass substrate of the touch screen, the sound speed fluctuates and overall frequency maladaptation occurs. It is economically impossible to control the glass supplier and control the manufacturing process so that the speed of sound of all substrates is within a predetermined narrow range. If the acoustic reflector array is printed directly on the cathode ray tube (CRT) faceplate, it becomes more difficult to manage the glass supplier and the manufacturing process. It is difficult to manage specific glass properties including glass chemical composition and thermal history (such as annealing time and annealing temperature) to eliminate overall frequency mismatch.

周波数不適応のもう1つの原因は、タッチスクリーンの基板上に印刷された反射アレイのばらつきにある。このばらつきは、たとえばアレイマスクがスクリーン印刷プロセス中に変形したことに起因する。プリントマスクの変形は、アレイがCRTの表面プレート上に直接的な印刷される場合に、特に問題となる。パッドプリント等の他のアレイ印刷技術は、印刷処理時に生じる位置合わせ誤差の影響を受け、さらなる周波数不適応の原因となる。周波数不適応のもう1つの原因は、平坦でない基板表面の球形の幾何学的影響を適正に較正しなかったことによる。   Another cause of frequency maladaptation is variations in the reflective array printed on the substrate of the touch screen. This variation is caused, for example, by the deformation of the array mask during the screen printing process. Print mask deformation is particularly problematic when the array is printed directly on the CRT faceplate. Other array printing techniques, such as pad printing, are subject to alignment errors that occur during the printing process and cause further frequency maladaptation. Another cause of frequency maladaptation is due to improper calibration of the spherical geometric effects of the uneven substrate surface.

当該技術分野において、コントローラの発振周波数を、特定のタッチスクリーンの動作周波数に適応させる方法および装置が必要とされている。本発明は、そのような方法および装置を提供するものである。   There is a need in the art for a method and apparatus that adapts the oscillation frequency of a controller to the operating frequency of a particular touch screen. The present invention provides such a method and apparatus.

本発明は、コントローラの周波数を、反射アレイを含む特定のタッチスクリーンの基板の動作周波数条件に適応させる方法および装置を提供する。とりわけ本発明に係るコントローラは、バースト信号を、タッチスクリーンの送信トランスデューサに出力し、あるいはタッチスクリーンの受信トランスデューサからの信号を調整することにより、タッチスクリーンの基板の特定の動作周波数特性に対応するように構成される。   The present invention provides a method and apparatus for adapting the frequency of a controller to the operating frequency requirements of a particular touch screen substrate that includes a reflective array. In particular, the controller according to the present invention outputs a burst signal to the touch screen transmit transducer or adjusts the signal from the touch screen receive transducer to accommodate a specific operating frequency characteristic of the touch screen substrate. Configured.

本発明の1つの態様によれば、まず特定のタッチスクリーンの1またはそれ以上の特性周波数が特定される。そしてこの基板とともに使用されるコントローラの周波数が、基板の測定された1またはそれ以上の特性周波数に適応するように調整され、2つの構成部品を適応したセット(組)として対をなす(カップリングまたはペアリングする)ことができる。別の態様によれば、2つの構成部品(タッチスクリーンの基板とコントローラ)の動作周波数を適応させる前に、基板とコントローラとをカップリングする。カップリングした後に、システムを初期化して、その間にタッチスクリーンの基板の周波数特性が特定される。その後に、コントローラの特性周波数が基板の周波数特性に適応するように調整される。システムは、基板の特性周波数を定期的に再テストし、必要に応じて、コントローラの出力を再調整してもよい。   According to one aspect of the invention, first one or more characteristic frequencies of a particular touch screen are identified. The frequency of the controller used with this board is then adjusted to accommodate one or more measured characteristic frequencies of the board, and the two components are paired as an adapted set (coupling). Or pairing). According to another aspect, the substrate and controller are coupled before adapting the operating frequencies of the two components (touch screen substrate and controller). After coupling, the system is initialized during which the frequency characteristics of the touch screen substrate are identified. Thereafter, the characteristic frequency of the controller is adjusted to adapt to the frequency characteristic of the substrate. The system may periodically retest the board's characteristic frequency and readjust the controller output as necessary.

本発明の1つの実施形態において、主として全体的な周波数不適応による誤差を解消しようとするとき、本発明に係る適応可能なコントローラは、アナログ信号処理技術および水晶基準発振器を採用する。デジタル乗算器を用いて基準発振器の出力を加工(変形)し、送信トランスデューサに送信される所望の周波数を有するトーンバーストを生成し、そして/または受信回路が用いる周波数に変えてベースバンド信号を生成する。バースト長は、バースト回路により決定される。所望の動作周波数は、デジタル乗算器の出力信号を受信トランスデューサの適当に調整された出力信号と比較するミキサ内蔵回路によって決定される。そしてミキサ内蔵回路からの出力信号を用いて所望の動作周波数を決定する。   In one embodiment of the present invention, an adaptive controller according to the present invention employs analog signal processing techniques and a crystal reference oscillator, primarily when trying to eliminate errors due to overall frequency maladaptation. A digital multiplier is used to process (transform) the output of the reference oscillator to generate a tone burst having the desired frequency that is transmitted to the transmitting transducer and / or to generate a baseband signal that is converted to the frequency used by the receiving circuit. To do. The burst length is determined by a burst circuit. The desired operating frequency is determined by a built-in mixer circuit that compares the output signal of the digital multiplier with the appropriately adjusted output signal of the receiving transducer. Then, a desired operating frequency is determined using the output signal from the mixer built-in circuit.

本発明の別の実施の形態において、全体的および部分的な周波数変動を較正するために、本発明に係る適応可能なコントローラは、デジタル信号処理技術および基準水晶発振器を用いる。この実施の形態において、デジタル信号プロセッサは、一対のミキサから、デジタル化され、かつフィルタ処理された出力を受信する。これらのミキサに対する入力信号は一対の基準信号であり、その一方は90度で位相シフトされ、適切にフィルタ処理され、かつ増幅された受信トランスデューサRF信号である。この実施形態は、受信信号の位相や振幅等の一式の数学的内容がデジタル化される位相敏感コントローラの使用例である。デジタル化された一式の情報がデジタル信号プロセッサのアルゴリズムにより処理できるとき、ソフトウェアで調整可能な周波数フィルタを受信信号に適用することができる。デジタル信号プロセッサは、メモリに格納された補正値に基づいて、周波数フィルタを、最後のバーストが送信された後、好適には遅延時間に応じて変動する特定の中心周波数に適応させる。すなわちこのシステムは、音波反射アレイの部分的な変動によって生じる変動に適応することができる。   In another embodiment of the present invention, the adaptive controller according to the present invention uses digital signal processing techniques and a reference crystal oscillator to calibrate overall and partial frequency variations. In this embodiment, the digital signal processor receives the digitized and filtered output from a pair of mixers. The input signals to these mixers are a pair of reference signals, one of which is a receive transducer RF signal that is phase shifted by 90 degrees, appropriately filtered, and amplified. This embodiment is an example of use of a phase sensitive controller in which a set of mathematical contents such as the phase and amplitude of a received signal is digitized. When the digitized set of information can be processed by a digital signal processor algorithm, a software adjustable frequency filter can be applied to the received signal. Based on the correction value stored in the memory, the digital signal processor adapts the frequency filter to a specific center frequency that preferably varies depending on the delay time after the last burst is transmitted. That is, the system can adapt to variations caused by partial variations in the acoustic reflection array.

本発明のさらに別の実施形態によれば、非水晶局部発振器を用いて、適応可能なコントローラにおける基準信号を得ることができる。そのような発振器を用いることにより、コントローラを十分に小型化して、タッチスクリーンの基板上に直接的に実装することができる。またフィードバックループを用いて、発振器のドリフトを補償することができる。この実施形態において、タッチスクリーンの受信トランスデューサからの調整されたRF信号が、局部発振器の出力信号と混合される。ミキサからのIF(中間周波数)出力信号は、電圧を生成する弁別回路に送信され、その符号は、周波数が所望の周波数よりも高いか低いかによって決まり、その振幅は、所望の周波数からのずれ(逸脱)の度合いによって決まる。弁別器からの出力信号を用いて、タッチスクリーンの周波数と合致するように、局部発振器の周波数を調整する。所望のバースト周波数を実現するために、局部発振器からの安定した出力信号は、中間周波数発振器からの出力と混合される。   According to yet another embodiment of the present invention, a non-crystal local oscillator can be used to obtain a reference signal in an adaptable controller. By using such an oscillator, the controller can be sufficiently miniaturized and mounted directly on the substrate of the touch screen. Also, the feedback loop can be used to compensate for oscillator drift. In this embodiment, the conditioned RF signal from the receiving transducer of the touch screen is mixed with the output signal of the local oscillator. The IF (intermediate frequency) output signal from the mixer is sent to a discrimination circuit that generates a voltage, the sign of which depends on whether the frequency is higher or lower than the desired frequency, and its amplitude is offset from the desired frequency It depends on the degree of (deviation). The output signal from the discriminator is used to adjust the local oscillator frequency to match the touch screen frequency. In order to achieve the desired burst frequency, the stable output signal from the local oscillator is mixed with the output from the intermediate frequency oscillator.

本発明のさらに別の実施形態において、バーストは、電圧制御の可変周波数帯域フィルタを用いて、受信回路を処理する回路の中心周波数のみを十分に調整する程度に十分に広帯域である。   In yet another embodiment of the invention, the burst is sufficiently wide enough to use a voltage-controlled variable frequency band filter to sufficiently adjust only the center frequency of the circuit processing the receiving circuit.

以下の明細書および図面を参照することにより、本発明の本質および利点について、さらに詳細に理解することができる。   A more detailed understanding of the nature and advantages of the present invention may be gained with reference to the following specification and drawings.

従来技術による音響タッチスクリーンの概略図である。1 is a schematic diagram of an acoustic touch screen according to the prior art. 従来技術によるタッチスクリーンの1つの軸について、表面弾性波トランスデューサが受信する波形信号の時間に対する信号振幅を示すグラフである。6 is a graph showing signal amplitude with respect to time of a waveform signal received by a surface acoustic wave transducer for one axis of a touch screen according to the prior art. タッチスクリーン上をタッチすることにより波形が妨害されたときの図3と同様の波形の時間に対する信号振幅を示すグラフである。It is a graph which shows the signal amplitude with respect to time of the waveform similar to FIG. 3 when a waveform is disturbed by touching on a touch screen. 図2および図3に示される波形に垂直な方向におけるタッチスクリーンの表面に渡って伝播する波形が妨害されたときのグラフである。FIG. 4 is a graph when a waveform propagating across the surface of the touch screen in a direction perpendicular to the waveform shown in FIGS. 2 and 3 is disturbed. 本発明に係る1つの方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating one method according to the present invention. 本発明に係る別の方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing another method according to the present invention. 全体的な変動を補正する、本発明によるコントローラを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a controller according to the present invention that corrects for overall variation. 図7に示すデジタル乗算器の周波数を調整するために用いられる技術を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the technique used in order to adjust the frequency of the digital multiplier shown in FIG. クアドラチャ・サム検知器を示す概略図である。It is the schematic which shows a quadrature sum detector. 図11に示す別の実施形態の方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the method of another embodiment shown in FIG. 全体的変動および部分的変動を補正する、本発明による適応可能なコントローラを説明する概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an adaptable controller according to the present invention that corrects for global and partial variations. 図11および図15に示す適応可能コントローラで用いられるデジタルバーストプロセッサを説明する概略図である。FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a digital burst processor used in the adaptable controller shown in FIGS. 11 and 15. タッチスクリーン基板に直接的に実装できるコントローラを示す概略図である。It is the schematic which shows the controller which can be directly mounted in a touch screen board | substrate. 図15に示す別の実施形態による方法を説明する概略図である。FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a method according to another embodiment shown in FIG. 15. 全体的変動および部分的変動を頻繁に補正する、本発明による適応可能なコントローラを説明する概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an adaptable controller according to the present invention that frequently compensates for global and partial variations. 受信中心周波数のみが調整される本発明による適応可能なコントローラを示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an adaptable controller according to the present invention in which only the reception center frequency is adjusted. タッチスクリーン特性に対し、1組の追加のトランスデューサを使用する音響タッチスクリーンを示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an acoustic touch screen using a set of additional transducers for touch screen characteristics.

図1は、従来技術による表面弾性波を用いたタッチスクリーン100を示す図である。この種のタッチスクリーンは、陰極線管(すなわちCRT)ディスプレイ、液晶ディスプレイ(すなわちLCD)、または他の種類のディスプレイとともに利用することが好ましい。一般的な種類の音響タッチスクリーンは、レーリ波を採用する。本明細書において、レーリ波の用語は、準レーリ波を含むものとして使用される、レーリ波タッチスクリーンについて、Adlerらに付与された米国特許第4,642,423号、第4,645,870号、第4,700, 176号、第4,746,914号、第4,791,416号、および再発行特許第33,151号、Brennerらに付与された4,825,212号、第4,859,996号、第4,880,665号、Davis-Cannonらに付与された米国特許第4,644,100号、第5,739,479号、ならびにKentに付与された米国特許第5,708,461号、第5,854,450号に開示されている。ラム波や横波等の他の種類の音波、または(レーリ波を含む)他の種類の音波が組み合わされたものを採用する音響タッチスクリーンも知られている。こうした音響タッチスクリーンは、Kentに付与された米国特許第5,591,945号および第5,854,450号、Knowlesに付与された米国特許第5,072,427号、第5,162,618号、第5,177,327号、第5,243,148号、第5,329, 070号、第5,573,077号、およびKnowlesに付与された米国特許第5,260,521号に記載されている。本願明細書で引用された文書は、あらゆる目的において、ここに一体のものとして統合される。ここで表面弾性波タッチスクリーンについて簡潔に説明し、本発明をより詳細に理解することを支援する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a touch screen 100 using surface acoustic waves according to the prior art. This type of touch screen is preferably utilized with a cathode ray tube (or CRT) display, a liquid crystal display (or LCD), or other type of display. A common type of acoustic touch screen employs Rayleigh waves. In this specification, the term Rayleigh wave is used to include a quasi-Rayleigh wave, U.S. Pat.Nos. 4,642,423, 4,645,870, 4,700,176, granted to Adler et al. 4,746,914, 4,791,416, and reissued patent 33,151; 4,825,212 granted to Brenner et al. And U.S. Pat. Nos. 5,708,461 and 5,854,450 to Kent. Acoustic touch screens are also known that employ other types of sound waves, such as Lamb waves and transverse waves, or a combination of other types of sound waves (including Rayleigh waves). Such acoustic touch screens are described in U.S. Pat.Nos. 5,591,945 and 5,854,450 to Kent, U.S. Pat.Nos. 5,072,427, 5,162,618, 5,177,327, 5,243,148, 5,329,070 to Knowles, No. 5,573,077 and in US Pat. No. 5,260,521 to Knowles. The documents cited herein are hereby incorporated in their entirety for all purposes. A brief description of a surface acoustic wave touch screen will now be provided to assist in a more detailed understanding of the present invention.

タッチスクリーン100は、表面弾性波、たとえばレーリ波、ラブ波、および表面上のタッチ(接触)に敏感な他の波を伝播するのに適した基板101を有する。システムは、送信トランスデューサ105、受信トランスデューサ107、および一対の関連する反射アレイ109,111を有し、x軸103に沿ったタッチ座標軸を決定する。同様のシステムが、送信トランスデューサ115、受信トランスデューサ117、および関連する反射アレイ119,121を有し、y軸113に沿った座標軸を決定する。送信トランスデューサ105,115は、通常、プロセッサ125により制御されるコントローラ123に接続される。同様に、受信トランスデューサ107,117は、信号処理システム127を含むコントローラ123に接続される。トランスデューサ105,115に同時に信号を供給してもよいが、2つの座標検知チャネルの間のインタフェースおよびクロストークを低減するために、順次に信号を供給することが好ましい。順次に信号を検知する手法によれば、多くの必要とされる回路を交互に利用することができるので、重複した回路を設ける必要性を排除して、回路の煩雑さを低減することができる。また回路の複雑さをさらに低減するために、通常、両方の送信トランスデューサ105,115は、同一周波数を有するバーストを送信する。   The touch screen 100 has a substrate 101 suitable for propagating surface acoustic waves, such as Rayleigh waves, Love waves, and other waves that are sensitive to touch on the surface. The system has a transmit transducer 105, a receive transducer 107, and a pair of associated reflective arrays 109, 111 and determines a touch coordinate axis along the x-axis 103. A similar system has a transmit transducer 115, a receive transducer 117, and associated reflective arrays 119, 121, and determines a coordinate axis along the y-axis 113. Transmit transducers 105 and 115 are typically connected to a controller 123 that is controlled by a processor 125. Similarly, the receiving transducers 107 and 117 are connected to a controller 123 that includes a signal processing system 127. Signals may be supplied to the transducers 105 and 115 simultaneously, but it is preferable to supply the signals sequentially to reduce the interface and crosstalk between the two coordinate sensing channels. According to the method of sequentially detecting signals, many necessary circuits can be used alternately, so that it is possible to eliminate the necessity of providing duplicate circuits and reduce the complexity of the circuits. . Also, to further reduce circuit complexity, both transmit transducers 105, 115 typically transmit bursts having the same frequency.

以下に、一方の検知チャネルについて詳細に説明する。以下のチャネルについての説明は、第2の検知チャネルに等しく適用される。基板101におけるx軸103に沿ったタッチ座標を決定するために、送信トランスデューサ105は、経路129に沿ったバースト音波(たとえば、約5マイクロ秒のバースト音波)を発する。このバースト音波が有するバンド幅が比較的広いため、周波数はあまり明確に限定されていない。反射アレイ109は、経路129に沿って配置される複数の反射素子131を有し、各反射素子は、経路129に対し約45度の角度で傾斜するように配置されている。各反射素子131は,経路129に沿って伝播する音波から、複数の波成分133を抽出し、その波成分133が好適にはy軸113に沿って基板101の表面に沿って伝播するように設計される。反射アレイ109のパターンは、個々の反射素子131により反射された個々の波成分がコヒーレントに足し合わされることにより、振幅が実質的に均一の直線的な波面を生成するように設計される。これらの波成分133は、反射アレイ111内の複数の反射素子135により再び結合され、各反射素子135により、経路137に沿って波成分を受信トランスデューサ107に仕向けられる。アレイの個々の反射素子135は、経路137に沿って配置され、経路に対して約45度の角度で傾斜する要に配置されている。受信トランスデューサ107は、送信トランスデューサ105から発せられた音波が、基板101に付随する音速によって変化する時間遅延に起因して、短いバーストというより、比較的に長期間の信号(たとえば約150マイクロ秒)を受信する。   Hereinafter, one detection channel will be described in detail. The following channel description applies equally to the second sensing channel. To determine the touch coordinates along the x-axis 103 on the substrate 101, the transmit transducer 105 emits a burst sound wave (eg, a burst sound wave of about 5 microseconds) along the path 129. Since the burst sound wave has a relatively wide bandwidth, the frequency is not so clearly limited. The reflective array 109 includes a plurality of reflective elements 131 disposed along the path 129, and each reflective element is disposed so as to be inclined at an angle of about 45 degrees with respect to the path 129. Each reflecting element 131 extracts a plurality of wave components 133 from the sound wave propagating along the path 129, and the wave components 133 preferably propagate along the surface of the substrate 101 along the y-axis 113. Designed. The pattern of the reflective array 109 is designed to generate a linear wavefront having a substantially uniform amplitude by coherently adding the individual wave components reflected by the individual reflective elements 131. These wave components 133 are recombined by a plurality of reflective elements 135 in the reflective array 111, and each reflective element 135 directs the wave components along the path 137 to the receiving transducer 107. The individual reflective elements 135 of the array are arranged along a path 137 and are arranged at a point that is inclined at an angle of about 45 degrees with respect to the path. The receiving transducer 107 is a relatively long-term signal (eg, about 150 microseconds) rather than a short burst due to the time delay that the sound waves emitted from the transmitting transducer 105 change due to the speed of sound associated with the substrate 101. Receive.

受信トランスデューサ107は、経路137に沿って受信される波信号を電気信号に変換する。この電気信号は、たとえば受信波の到着時間について解析される。図2は、そのような波の典型的な時間解析を示すグラフである。時間に対する、受信された波の振幅、すなわちRF(高周波)信号の包絡線が図示されている。時刻tにおいて、信号が信号源123からトランスデューサ105に提供される。時刻tにおいて、最初に波信号がトランスデューサ107により受信される。時刻tとtの間の遅延時間は、波がトランスデューサ105から発させられ、アレイ109の最初の反射素子139に到着し、パネル101の表面に渡って伝播し、アレイ11の最初の反射素子によって反射されるまでの遅延時間に対応する。時刻tにおいて、最後の波がトランスデューサ107に到達する。アレイの反射素子の間隔および設計に依存するが、波が遮られない場合、時刻tから時刻tまでの包絡線の振幅は比較的一定である。 The receiving transducer 107 converts a wave signal received along the path 137 into an electrical signal. This electrical signal is analyzed for the arrival time of the received wave, for example. FIG. 2 is a graph showing a typical time analysis of such a wave. The amplitude of the received wave over time, ie the envelope of the RF (radio frequency) signal is shown. At time t 1 , a signal is provided from the signal source 123 to the transducer 105. At time t 2 , a wave signal is first received by the transducer 107. The delay time between times t 1 and t 2 is that the wave is emitted from transducer 105, arrives at the first reflective element 139 of array 109, propagates across the surface of panel 101, and the first reflection of array 11. This corresponds to the delay time until reflection by the element. At time t 3 , the last wave reaches the transducer 107. Depending on the spacing and design of the reflective elements of the array, the envelope amplitude from time t 2 to time t 3 is relatively constant if the wave is not blocked.

図3は、トランスデューサ107によって受信される波形の2つ目のグラフである。時刻tにおいて、波形の振幅は、くぼみ301を有することが図示されている。くぼみ301は、基板101上のある位置143における音波の減衰によるものである。信号プロセッサ127は、プロセッサ125と協働して、tからtまでの遅延時間を解析することにより、タッチ143のx座標を計算することができる。同様に、プロセッサ125,127は、信号源123、トランスデューサ115,117および反射アレイ119,121と協働して、タッチ143のy軸を計算することができる。図4は、トランスデューサ117が受信した波形のグラフであり、タッチ143による減衰くぼみ401を示している。 FIG. 3 is a second graph of the waveform received by the transducer 107. At time t t , the amplitude of the waveform is shown having a recess 301. The depression 301 is due to attenuation of sound waves at a certain position 143 on the substrate 101. The signal processor 127 can calculate the x-coordinate of the touch 143 by analyzing the delay time from t 1 to t t in cooperation with the processor 125. Similarly, the processors 125, 127 can work with the signal source 123, the transducers 115, 117, and the reflective arrays 119, 121 to calculate the y-axis of the touch 143. FIG. 4 is a graph of the waveform received by the transducer 117, showing the attenuation dip 401 due to the touch 143.

図5および図6は、本発明の適応可能なコントローラに関連した基本的な処理手順を示すフローチャートである。図5に示される方法は、ユーザサイド(ユーザの使用場所)で行ってもよいが、タッチスクリーンシステムの製造過程において行うことが最も好ましい。ステップ501において、特定のタッチスクリーンの1つまたはそれ以上の特性周波数が、既知の種々のテスト技術のうち任意のものを用いて決定される。たとえば製造現場でテストされる場合、タッチスクリーンは検査用治具内に配置され、音波が基板の表面を横断するように形成される。タッチスクリーンの1またはそれ以上の特性周波数が決定された後において、そのタッチスクリーンとともに用いられる予定のコントローラの周波数は、測定されたタッチスクリーンの周波数に適応するように調整される(ステップ503)。一般には、コントローラの周波数は、所望の周波数が得られるまで調整される。択一的には、コントローラは、得られた出力周波数に応じたコントローラ設定値を記録したルックアップテーブルを有していてもよい。好適には、ルックアップテーブルは個々のコントローラに固有のものであって、すなわち各コントローラはそれぞれのばらつきにより左右されるルックアップテーブルを有する。特定のタッチスクリーンの動作周波数が決定された後、そのタッチスクリーンとカップリングされるコントローラのルックアップテーブルを用いて、コントローラが適正に設定される。コントローラを調整する方法の如何によらず、一旦、コントローラが基板に適応されると、タッチスクリーンシステムをアセンブリすることができる(ステップ505)。   FIG. 5 and FIG. 6 are flowcharts showing a basic processing procedure related to the adaptable controller of the present invention. The method shown in FIG. 5 may be performed on the user side (where the user is used), but is most preferably performed during the manufacturing process of the touch screen system. In step 501, one or more characteristic frequencies of a particular touch screen are determined using any of a variety of known test techniques. For example, when tested at the manufacturing site, the touch screen is placed in an inspection jig and formed such that sound waves traverse the surface of the substrate. After one or more characteristic frequencies of the touch screen are determined, the frequency of the controller that is to be used with the touch screen is adjusted to accommodate the measured touch screen frequency (step 503). In general, the frequency of the controller is adjusted until the desired frequency is obtained. Alternatively, the controller may have a look-up table that records a controller setting value according to the obtained output frequency. Preferably, the look-up table is specific to the individual controller, i.e. each controller has a look-up table that depends on its own variation. After the operating frequency of a particular touch screen is determined, the controller is properly set up using a look-up table for the controller coupled to that touch screen. Regardless of how the controller is adjusted, once the controller is applied to the substrate, the touch screen system can be assembled (step 505).

図6に示す方法によれば、コントローラとタッチスクリーンの2つの周波数を適応させようとする前に、コントローラとタッチスクリーンとをカップリングする(ステップ601)。その後、タッチスクリーンシステムとしてのインストールが完了し(ステップ603)、システムの初期化が開始される(ステップ605)。システムの初期化中、タッチスクリーンをテストして、1つまたはそれ以上の特性周波数を決定する(ステップ607)。好適には、このテスト過程において、単一のバーストテストモードで動作するタッチスクリーンの標準的な送信/受信トランスデューサ(105/107および/または、115/117など)を使用する。択一的には、一対の専用トランスデューサを用いてもよい。基板の1つまたそれ以上の特性周波数が決まると、コントローラの周波数を調整して(ステップ609)、システムを通常動作できるよう準備する(ステップ611)。   According to the method shown in FIG. 6, the controller and the touch screen are coupled before attempting to adapt the two frequencies of the controller and the touch screen (step 601). Thereafter, installation as a touch screen system is completed (step 603), and initialization of the system is started (step 605). During system initialization, the touch screen is tested to determine one or more characteristic frequencies (step 607). Preferably, the test process uses a touch screen standard transmit / receive transducer (such as 105/107 and / or 115/117) operating in a single burst test mode. Alternatively, a pair of dedicated transducers may be used. Once one or more characteristic frequencies of the substrate are determined, the controller frequency is adjusted (step 609) to prepare the system for normal operation (step 611).

上述の方法の図6に示す変形例において、タッチ動作中に、周期的にコントローラを調整するようシステム設計することにより、最適な周波数適応を保証することができる。ただし上述のシステムとは対照的に、タッチスクリーンを再テストし、コントローラを再調整するという周期的なテストシーケンスを実行する(ステップ613)。システムが起動シーケンスに入る毎に、または所定の期間が経過する毎に、コントローラを再調整するようにしてもよい。一般に、タッチスクリーンの基板またはコントローラが温度に起因して変動しやすい場合には、コントローラを周期的に調整することが好ましい。ポリマ製の基板が用いられた場合、基板における音波の速度は周囲温度の変化に伴い変動しやすい。同様に、コントローラが、水晶発振器を使用しない場合、基準周波数はドリフト(変動)しやすいので、コントローラを頻繁に適応させる必要がある。   In the variant shown in FIG. 6 of the method described above, optimal frequency adaptation can be ensured by designing the system to periodically adjust the controller during touch operations. However, in contrast to the system described above, a periodic test sequence of retesting the touch screen and recalibrating the controller is performed (step 613). The controller may be readjusted every time the system enters the start-up sequence or every time a predetermined period has elapsed. In general, it is preferable to periodically adjust the controller if the touch screen substrate or controller is subject to fluctuations due to temperature. When a polymer substrate is used, the speed of sound waves on the substrate is likely to vary with changes in ambient temperature. Similarly, if the controller does not use a crystal oscillator, the reference frequency is likely to drift (fluctuate), so the controller needs to be adapted frequently.

破壊行為等によるタッチスクリーン基板の故障またはコントローラの故障により、タッチスクリーンシステムがユーザサイドで故障した場合、上述の適応可能コントローラは、明らかな利点を有する。コントローラの周波数を適応させることが可能であるため、新しいタッチスクリーンまたは新しいコントローラを、現地にて容易にインストールすることができる。これは、製造業社が修理するためにタッチスクリーンシステム全体を返送し、あるいは現地で交換するために、適応させたタッチスクリーン/コントローラをユーザサイドに送ることに比べて好ましいものである。たとえば既存のタッチスクリーンシステムのタッチスクリーンを交換する必要があるとき、古いコントローラは新たに初期化テストを実行して、新しいタッチスクリーンの1つまたはそれ以上の特性周波数を特定し、コントローラの周波数をその新しい特性周波数に適応させるようにリセットすることができる。択一的には、新しいタッチスクリーンの識別コードを用いて、上述のルックアップテーブルを参照して、コントローラの周波数を設定することができる。同様に、新しいコントローラがユーザサイドで必要となった場合、その新しいコントローラを初期化テストにより既存のタッチスクリーンに適応させるか、あるいはルックアップテーブル、および古いタッチスクリーンの識別コードを参照して設定してもよい。後者の手法によれば、コントローラは、製造業者の工場またはユーザサイドのいずれでも設定することができる。   If the touch screen system fails on the user side due to touch screen substrate failure or controller failure due to vandalism etc., the above described adaptive controller has obvious advantages. The controller frequency can be adapted so that a new touch screen or a new controller can be easily installed on site. This is preferred compared to sending an adapted touch screen / controller to the user side for the manufacturer to return the entire touch screen system for repair or to replace in the field. For example, when the touch screen of an existing touch screen system needs to be replaced, the old controller performs a new initialization test to identify one or more characteristic frequencies of the new touch screen and adjust the controller frequency. It can be reset to adapt to the new characteristic frequency. Alternatively, a new touch screen identification code can be used to set the controller frequency with reference to the lookup table described above. Similarly, if a new controller is needed on the user side, the new controller can be adapted to the existing touch screen by initialization tests, or set with reference to the lookup table and the old touch screen identification code. May be. According to the latter method, the controller can be set at either the manufacturer's factory or the user side.

本発明は数多くの実施形態を有し、各実施形態は、コントローラの周波数をタッチスクリーンの条件(周波数)に適応させる機能を提供する。これらの実施形態において、適応可能コントローラが調整する周波数不一致の発生原因が異なる。図7に示す実施形態は、「全体的な」周波数不適応エラー、すなわちコントローラとタッチスクリーンとの間の周波数適応性に全体的に影響を与えるエラーを課題とするシステムで利用されるものである。たとえば一片のガラスにおける音波の速度は、通常、まさにその組成に応じて変動する。すなわちガラスの組成が、ガラスの生産ロット間、またはガラス供給者間においてばらつきが生じるとき、周波数に影響を与えるファクタが十分に管理されているとしても、音波の速度がガラスの生産ロット間で変動するため、組成のばらつきによって生じるエラーが原因で、タッチスクリーンの全体の周波数特性が影響を受ける。特定の具体例によれば、タッチスクリーンの製造工程においてガラスの焼戻しステップがしばしば必要であるが、ガラスの焼戻しステップの時間および温度特性に依存して、個々のタッチスクリーン間で、特性周波数がばらつく場合がある。   The present invention has a number of embodiments, each providing the ability to adapt the controller frequency to the touch screen conditions (frequency). In these embodiments, the cause of the frequency mismatch that the adaptable controller adjusts is different. The embodiment shown in FIG. 7 is used in a system that addresses “overall” frequency non-adaptive errors, ie, errors that globally affect frequency adaptability between the controller and the touch screen. . For example, the speed of sound waves in a piece of glass usually varies exactly with its composition. That is, when the glass composition varies between glass production lots or between glass suppliers, the speed of sound waves varies between glass production lots, even if the factors affecting the frequency are well controlled. Therefore, the overall frequency characteristics of the touch screen are affected by an error caused by the variation in composition. According to certain embodiments, glass tempering steps are often required in touch screen manufacturing processes, but the characteristic frequency varies between individual touch screens depending on the time and temperature characteristics of the glass tempering step. There is a case.

(ガラス組成のばらつきに起因する)時間によらない全体的な周波数不適応エラーを有するタッチスクリーンにおいて、本発明に係る適応可能コントローラは、単一の適応周波数アルゴリズムを用いることが好ましい。この場合、コントローラとタッチスクリーンとの間の不適応が時間により変化しないならば、複数回または連続して周波数を適応させる必要はない。むしろ、この実施形態の意図するところは、無作為に選択されたタッチスクリーンと、無作為に選択されたコントローラ(すなわち、ペアリングされていないタッチスクリーンとコントローラの組)を、最終的なシステムアセンブリの際、またはシステム回復の際に、首尾よくペアリングできるようにすることである。したがって、この適用周波数アルゴリズムは、ペアリングされたタッチスクリーンとコントローラの初期起動シーケンス中に実行されることが好ましい。   In touch screens having an overall frequency non-adaptive error (due to glass composition variations), the adaptive controller according to the present invention preferably uses a single adaptive frequency algorithm. In this case, if the non-adaptation between the controller and the touch screen does not change with time, it is not necessary to adapt the frequency multiple times or continuously. Rather, this embodiment contemplates a randomly selected touch screen and a randomly selected controller (ie, an unpaired touch screen and controller pair) in the final system assembly. To ensure a successful pairing during a system recovery or system recovery. Therefore, this applied frequency algorithm is preferably executed during the initial activation sequence of the paired touch screen and controller.

図7に示される適応可能コントローラの実施形態は、アナログ信号処理技術を採用する。ただしデジタル信号処理も同様にこの実施の形態で採用できることを理解されたい。コントローラ700内には、所望の周波数に近い周波数で振動する水晶発振器701が設けられている。この基準発振器701からの出力は、コントローラ700内のマイクロプロセッサ705と、デジタル乗算器703(デジタル分周器ともいう。)に供給される。デジタル乗算器703は、マイクロプロセッサ705からデジタル乗算器703に送られる指令に基づいて、(たとえば水晶発振器の周波数に有理数A/Bを乗じることによって)水晶発振器からの出力を数学的に変更し、所望の周波数を生成する。すなわち水晶発振器701と協働するデジタル乗算器703は、タッチスクリーンに付随するアナログ部品のための主発振器704を構成する。   The embodiment of the adaptable controller shown in FIG. 7 employs analog signal processing techniques. However, it should be understood that digital signal processing can be employed in this embodiment as well. In the controller 700, a crystal oscillator 701 that vibrates at a frequency close to a desired frequency is provided. An output from the reference oscillator 701 is supplied to a microprocessor 705 and a digital multiplier 703 (also referred to as a digital divider) in the controller 700. The digital multiplier 703 mathematically changes the output from the crystal oscillator (eg, by multiplying the frequency of the crystal oscillator by a rational number A / B) based on a command sent from the microprocessor 705 to the digital multiplier 703; Generate the desired frequency. That is, the digital multiplier 703 cooperating with the crystal oscillator 701 constitutes a main oscillator 704 for analog components associated with the touch screen.

デジタル乗算器703からの出力信号を用いてトーンバーストが生成され、トーンバーストは、アナログライン707に沿って、タッチスクリーンの送信トランスデューサ(たとえば図1のトランスデューサ105,115)に出力される。トーンバーストは、乗算器703によって出力される周波数を有し、マイクロプロセッサ705に接続されるバースト回路709によって決定されたバースト長を有する。トーンバーストは、通常、送信トランスデューサに送信される前に、バースト増幅器711により調整され、増幅される。   A tone burst is generated using the output signal from the digital multiplier 703, and the tone burst is output along the analog line 707 to the touch screen transmit transducer (eg, transducers 105, 115 of FIG. 1). The tone burst has a frequency output by the multiplier 703 and has a burst length determined by a burst circuit 709 connected to the microprocessor 705. Tone bursts are typically conditioned and amplified by a burst amplifier 711 before being transmitted to a transmit transducer.

所望の動作周波数を決定するために、受信トランスデューサ(図1の107,117)からの出力信号は、ライン713に介してミキサ内蔵回路715に送信される。好適には、トランスデューサからの出力信号は、まずバンドバスパスフィルタ717およびRF増幅器719を通過する。通常、固定型広帯域フィルタであるバンドバスフィルタ717を、主としてノイズ抑制回路として用いて、RF入力信号を調整する。RF増幅器719は、所望のレベルまで信号を増幅する。ミキサ内蔵回路715は、調整され、増幅された受信トランスデューサからの信号の周波数成分を、デジタル乗算器703からの出力信号と比較し、相当に緩やかに変動する実質的なDCベースバンド信号を出力する。ミキサ内蔵回路715からの出力信号は、ADコンバータ723によりデジタル化され,マイクロプロセッサ705に供給される。任意ではあるが、デジタル化の前に、ローパスフィルタ721がミキサ内蔵回路の出力信号を追加的に調整するが、通常ミキサ内蔵回路が制限的な狭帯域フィルタ処理を行う。   In order to determine the desired operating frequency, the output signal from the receiving transducer (107, 117 in FIG. 1) is sent via line 713 to the mixer built-in circuit 715. Preferably, the output signal from the transducer first passes through a bandpass filter 717 and an RF amplifier 719. Usually, the band input filter 717, which is a fixed broadband filter, is mainly used as a noise suppression circuit to adjust the RF input signal. The RF amplifier 719 amplifies the signal to a desired level. The mixer built-in circuit 715 compares the frequency component of the adjusted and amplified signal from the receiving transducer with the output signal from the digital multiplier 703, and outputs a substantial DC baseband signal that varies considerably slowly. . An output signal from the mixer built-in circuit 715 is digitized by the AD converter 723 and supplied to the microprocessor 705. Although optional, the low-pass filter 721 additionally adjusts the output signal of the mixer built-in circuit before digitization, but the mixer built-in circuit usually performs limited narrowband filtering.

上述のように、構成部品703は、好適にはA/Bデジタル乗算器である。ただし包括的には、構成部品703は単なる周波数変更回路であり、マイクロプロセッサ705からの制御信号に応答して水晶発振周波数を変更する任意のデジタル電子回路、アナログ電子回路、またはデジタル/アナログ混合電子回路であってもよい。   As mentioned above, component 703 is preferably an A / B digital multiplier. However, comprehensively, component 703 is simply a frequency change circuit, and any digital electronic circuit, analog electronic circuit, or mixed digital / analog electronic that changes the crystal oscillation frequency in response to a control signal from microprocessor 705. It may be a circuit.

用途によるが、バースト中心周波数または受信中心周波数を適応させるだけで足りる場合がある。バースト中心周波数を適応させるだけで足りる場合、回路715は、デジタル乗算器703からの入力信号を必要としない。したがって、このコントローラに一般にみられる、より標準的な検知器で置換してもよい。受信中心周波数を適応させるだけで足りる場合には、デジタル乗算器703とバースト回路709との間を接続する必要はない。   Depending on the application, it may be sufficient to adapt the burst center frequency or the reception center frequency. If it is sufficient to adapt the burst center frequency, the circuit 715 does not require an input signal from the digital multiplier 703. Thus, a more standard detector commonly found in this controller may be substituted. When it is sufficient to adapt the reception center frequency, there is no need to connect between the digital multiplier 703 and the burst circuit 709.

図8は、デジタル乗算器703の周波数を調整して、これに接続されるタッチスクリーンの周波数を適応させるために使用される技術を説明するフローチャートである。上述したように、この実施形態は、起動時(ステップ801)に、コントローラの周波数をタッチスクリーンの周波数に適応させるものである。択一的には、このシステムは、周期的に、または最初の起動サイクル時にのみ、コントローラの周波数適応を実施するように設計してもよい。   FIG. 8 is a flowchart illustrating a technique used to adjust the frequency of the digital multiplier 703 to adapt the frequency of the touch screen connected to it. As described above, this embodiment adapts the controller frequency to the touch screen frequency at startup (step 801). Alternatively, the system may be designed to perform frequency adaptation of the controller periodically or only during the first start-up cycle.

起動ステップ801の後、マイクロプロセッサ705は、所定の周波数範囲を通して、デジタル乗算器703の出力信号を掃引する(ステップ803)。コントローラは、好適には、まず大まかに(粗く)調整処理を実行した後、緻密に(細かく)調整処理を実行するが、これら2つの調整処理を組み合わせて、単一の走査シーケンスを行うことができる。したがってステップ803では、所定の周波数範囲が比較的大きい周波数ステップを用いて走査される。各周波数ステップに対するADコンバータ723の出力信号が収集され(ステップ805)、主発振器の出力信号とタッチスクリーンとの間の最も近い適応を示す最大信号振幅が選択される(ステップ806)。次に、より小さい周波数ステップを用いて、先に選択された周波数付近で主発振器の出力周波数を走査することにより、この走査/最適化処理を繰り返して行う(ステップ807−809)。そしてタッチスクリーンの特性周波数に最も近いものとしてステップ809で決定された周波数が、メモリに入力され(ステップ811)、主発振器回路の出力信号の周波数を所望の周波数に確実に維持することができる。   After the activation step 801, the microprocessor 705 sweeps the output signal of the digital multiplier 703 through a predetermined frequency range (step 803). Preferably, the controller first performs a rough (coarse) adjustment process, and then performs a fine (fine) adjustment process. However, these two adjustment processes may be combined to perform a single scanning sequence. it can. Therefore, in step 803, the predetermined frequency range is scanned using a relatively large frequency step. The output signal of the AD converter 723 for each frequency step is collected (step 805) and the maximum signal amplitude indicative of the closest adaptation between the master oscillator output signal and the touch screen is selected (step 806). Next, this scanning / optimization process is repeated by scanning the output frequency of the master oscillator near the previously selected frequency using smaller frequency steps (steps 807-809). The frequency determined in step 809 as closest to the characteristic frequency of the touch screen is input to the memory (step 811), and the frequency of the output signal of the main oscillator circuit can be reliably maintained at a desired frequency.

図8は2段階の周波数走査方法を示すものであるが、所望の出力周波数を決定するために他の数多くの技術があることを当業者ならば理解されるところである。本発明は、たとえばディザ法または逐次近似法も採用することができる。   Although FIG. 8 illustrates a two-stage frequency scanning method, those skilled in the art will appreciate that there are many other techniques for determining the desired output frequency. The present invention can also employ a dither method or a successive approximation method, for example.

図8の基本的なアルゴリズムは、ADコンバータの合計の使用を必要としない。一般に、ステップ805,808は、周波数不適応の程度を示唆する任意の測定可能量を収集することを表し、ステップ806,809は、許容範囲内の小さな周波数不適応に相当する測定可能量を選択することを表すものである。たとえば、マイクロプロセッサ705は、所定の時間間隔において、受信信号およびデジタル乗算器703の出力信号の両方のRFサイクル数をカウントしてもよい。RFサイクル数の差により周波数不適応を測定することができる。同じ目的を達成する他の回路および技術が当業者に広く知られている。   The basic algorithm of FIG. 8 does not require the use of an AD converter sum. In general, steps 805 and 808 represent collecting any measurable amount that suggests the degree of frequency maladaptation, and steps 806 and 809 select a measurable amount corresponding to a small frequency maladaptation within an acceptable range. Represents what to do. For example, the microprocessor 705 may count the number of RF cycles of both the received signal and the output signal of the digital multiplier 703 in a predetermined time interval. Frequency mismatch can be measured by the difference in the number of RF cycles. Other circuits and techniques that accomplish the same purpose are well known to those skilled in the art.

図9は、ミキサ内蔵回路715の例示的な具体例として、クアドラチャ・サム(quadrature-sum)検知器を示す。調整されたRF入力信号901は、ミキサ903のデジタル乗算器703から出力された発振器と混合される。ミキサ903は、2つの入力周波数の和周波と、差周波を出力する。和周波は、約10MHzであり、ローパスフィルタ905を用いて除去される。残った周波数は、0に近い、即ちベースバンドである。上述の単一のミキサ回路を用いて、ベースバンド信号を出力するが、その出力信号は、発振器出力とRF入力信号の相対的位相に依存する。相対的な位相の独立性を達成するために、すなわちADコンバータ723によりデジタル化された波形のビートパターンを避けるために、クアドラチャ・サム検知器は、図9に示すように2つのチャネルを有する。図示のように、第2のミキサ907を用いて、発振器から入力される周波数の位相を90度で位相シフトする。第2のミキサ907の出力信号は、別のローパスフィルタ905を通過した後、クアドラチャ・サム回路909において第1のチャネルからの出力信号と合計される。回路909の出力信号は、ビートパターンのないベースバンド信号911であり、受信された信号の正確な位相から独立している。事実上、図9のクアドラチャ・サム検知器は、その中心周波数が調整可能で、デジタル乗算器703の出力の周波数によって制御される狭帯域バンドバスフィルタを提供する。   FIG. 9 shows a quadrature-sum detector as an illustrative example of the mixer built-in circuit 715. The adjusted RF input signal 901 is mixed with the oscillator output from the digital multiplier 703 of the mixer 903. The mixer 903 outputs a sum frequency and a difference frequency of two input frequencies. The sum frequency is about 10 MHz and is removed using a low pass filter 905. The remaining frequency is close to 0, ie, baseband. The single mixer circuit described above is used to output a baseband signal, which depends on the relative phase of the oscillator output and the RF input signal. In order to achieve relative phase independence, that is, to avoid the beat pattern of the waveform digitized by the AD converter 723, the quadrature sum detector has two channels as shown in FIG. As shown in the figure, the phase of the frequency input from the oscillator is shifted by 90 degrees using the second mixer 907. The output signal of the second mixer 907 passes through another low-pass filter 905 and then summed with the output signal from the first channel in the quadrature sum circuit 909. The output signal of circuit 909 is a baseband signal 911 without a beat pattern and is independent of the exact phase of the received signal. In effect, the quadrature sum detector of FIG. 9 provides a narrowband bandpass filter whose center frequency is adjustable and controlled by the frequency of the output of the digital multiplier 703.

図9に示すミキサ903,907は、他の利用可能なミキサ内蔵回路の構成部品であると同様に、クアドラチャ・サム検知器の必須の構成部品である。ミキサ903は、たとえばライン713からの信号とソース704の出力信号とを結合して、2つの入力信号の関数であり、それらの周波数の差の関数である所望の出力を得る。クアドラチャ・サム検知器全体を必要としない場合がある。たとえば、バースト周波数のみを調整する必要がある場合、必要とされる出力信号の値は、ライン713からの信号とソース704からの信号との差のビートである。そのような差周波信号は、ダイオードミキサにより容易に生成できる。もちろん、他のミキサデバイスが当業者に知られており、本発明の変形例において利用することができる。   The mixers 903 and 907 shown in FIG. 9 are essential components of the quadrature sum detector as well as other available components of the built-in mixer circuit. Mixer 903 combines, for example, the signal from line 713 and the output signal of source 704 to obtain a desired output that is a function of the two input signals and is a function of the difference between their frequencies. The entire quadrature sum detector may not be required. For example, if only the burst frequency needs to be adjusted, the required output signal value is the difference beat between the signal from line 713 and the signal from source 704. Such a difference frequency signal can be easily generated by a diode mixer. Of course, other mixer devices are known to those skilled in the art and can be utilized in variations of the present invention.

図10−12に示す本発明の別の実施形態において、コントローラは、全体的な変動、すなわちタッチスクリーン全体の特性周波数に一定の影響を与える周波数変動、および部分的な変動、すなわちタッチスクリーンの部分的な領域内における周波数変動の両方に適応できるようにプログラムすることが可能である。例示的な目的において、この実施形態はデジタル信号処理技術を用いる。ただし、この実施形態は、同様にアナログ信号処理技術を用いて実行できることを理解されたい。   In another embodiment of the present invention shown in FIGS. 10-12, the controller may determine the overall variation, ie, the frequency variation that has a certain effect on the characteristic frequency of the entire touch screen, and the partial variation, ie, the portion of the touch screen. Can be programmed to accommodate both frequency variations within a typical region. For exemplary purposes, this embodiment uses digital signal processing techniques. However, it should be understood that this embodiment can be implemented using analog signal processing techniques as well.

図10は、この実施形態に関連した手順を説明するフローチャートである。必要とされるアレイ堆積ステップ、およびガラス焼戻しステップを含むタッチスクリーン基板の製造が完了した後、アレイの部分的変形の影響を含むタッチスクリーンの特性周波数が測定される(ステップ1001)。好適には、これらの測定は、製造フロアテスト設備を用いて製造工場内で行われる。これらの測定に基づいて、通常、一連の周波数補正値がx軸座標およびy軸座標の両方に対する遅延時間の関数として計算される(ステップ1003)。その後、個々のタッチスクリーンに固有の補正値の組は、その後、この特定のタッチスクリーンとカップリングされる(ステップ1007)適応可能コントローラ1100のメモリにロードされる(ステップ1005)。ステップ1005およびステップ1007は、順番が逆になってよく、タッチスクリーン基板の周波数変動の測定ステップ1001は、補正値計算ステップ1003と組み合わせてもよいことが理解される。   FIG. 10 is a flowchart for explaining a procedure related to this embodiment. After the manufacture of the touch screen substrate including the required array deposition step and glass tempering step is completed, the characteristic frequency of the touch screen, including the effects of partial deformation of the array, is measured (step 1001). Preferably, these measurements are made in a manufacturing plant using a manufacturing floor test facility. Based on these measurements, a series of frequency correction values are typically calculated as a function of delay time for both x-axis and y-axis coordinates (step 1003). Thereafter, a set of correction values specific to an individual touch screen is then loaded into the memory of the adaptive controller 1100 (step 1005), which is then coupled to this particular touch screen (step 1007). It is understood that steps 1005 and 1007 may be reversed in order, and the measurement step 1001 of the frequency variation of the touch screen substrate may be combined with the correction value calculation step 1003.

図10に示す方法を若干変更した変形例によれば、各タッチスクリーン基板に識別コードが付与される。好ましくは製造業社、販売者またはその両方により、識別コードと、各識別コードに付随する固有の補正値とに関するテーブルが記録される。すなわち、たとえば破損等によりコントローラを交換することが必要になった場合、ユーザは、必要な補正値を事前に読み込んだ新しいコントローラを入手するために、識別コードを通知するだけでよい。   According to a modification in which the method shown in FIG. 10 is slightly changed, an identification code is given to each touch screen substrate. Preferably, a table relating to identification codes and unique correction values associated with each identification code is recorded by the manufacturer, the seller or both. That is, for example, when it becomes necessary to replace the controller due to damage or the like, the user only has to notify the identification code in order to obtain a new controller in which necessary correction values are read in advance.

本発明に係る図11および図12の実施形態において、適応可能コントローラ1100は、基準用として、発振器1101を利用する。周波数ソースとして、安定した水晶発振器を利用することが好ましい。発振器1101からの出力信号は、分周器/位相シフタに送られる。その分周器/移相器は、約22Mhzの周波数から約5.53MHzの所望の周波数まで周波数を分周し、出力信号の一部を90度だけ位相をシフトする(移相する)。そして位相シフトされない発振周波数1105および位相シフトされた発振周波数1107は、ミキサ1109,1111内において、適当にフィルタ処理され、増幅された受信トランスデューサのRF信号と混合される。コントローラ700の場合と同様に、タッチスクリーン受信トランスデューサからのRF信号は、通常、固定型の広帯域フィルタである帯域フィルタ1113でフィルタ処理され、種々のノイズ成分を除去し、所望の信号レベルを達成するために増幅器1115により増幅される。   In the embodiment of FIGS. 11 and 12 according to the present invention, the adaptable controller 1100 utilizes an oscillator 1101 as a reference. It is preferable to use a stable crystal oscillator as the frequency source. The output signal from the oscillator 1101 is sent to a frequency divider / phase shifter. The divider / phase shifter divides the frequency from a frequency of about 22 Mhz to a desired frequency of about 5.53 MHz, and shifts (phase shifts) the phase of a portion of the output signal by 90 degrees. The oscillation frequency 1105 that is not phase-shifted and the oscillation frequency 1107 that is phase-shifted are appropriately filtered in the mixers 1109 and 1111 and mixed with the amplified RF signal of the receiving transducer. As with the controller 700, the RF signal from the touch screen receiving transducer is typically filtered with a bandpass filter 1113, which is a fixed wideband filter, to remove various noise components and achieve the desired signal level. Therefore, it is amplified by the amplifier 1115.

ミキサ1109,1111の出力信号は、複素平面におけるx信号およびy信号の振幅を表す。すなわち一対のミキサと、一方が90度の位相シフトされた一対の基準信号とを用いることにより、位相と、位相とは無関係の複素表示の振幅を特定することができる。ミキサ1109,1111の出力信号はそれぞれ、一対のローパスフィルタ1117,1119を通過した後、ADコンバータ1121,1123でそれぞれデジタル化される。そして、これらの信号は、デジタル信号プロセッサ(すなわちDSP)1125に送信される。   The output signals of the mixers 1109 and 1111 represent the amplitudes of the x and y signals in the complex plane. That is, by using a pair of mixers and a pair of reference signals, one of which is phase-shifted by 90 degrees, it is possible to specify the phase and the amplitude of the complex display independent of the phase. The output signals of the mixers 1109 and 1111 pass through a pair of low-pass filters 1117 and 1119, respectively, and are digitized by AD converters 1121 and 1123, respectively. These signals are then sent to a digital signal processor (ie, DSP) 1125.

DSP1125は、中心周波数とバンド幅の両方を数学的に制御することができる周波数フィルタとして機能する。DSP1125を数学的に制御して、制御可能なバンド幅および中心周波数を得る方法は、当業者に広く知られているので、ここでは詳細に説明しない。メモリ1127がDSP1125に接続される。メモリ1127は、特定のタッチスクリーン(すなわちコントローラ1100とカップリングされたタッチスクリーン)の周波数特性を測定することによって得られる補正値を格納する。DSP1125は、メモリ1127内に格納された補正値に基づいて、特定の中心周波数に応答する。好適には、DSP1125は、遅延信号に応じて変化する中心周波数に応答し、音波反射アレイにおける部分的変動に起因する変動を参酌する。   The DSP 1125 functions as a frequency filter that can mathematically control both the center frequency and the bandwidth. Methods for mathematically controlling the DSP 1125 to obtain controllable bandwidth and center frequency are well known to those skilled in the art and will not be described in detail here. A memory 1127 is connected to the DSP 1125. The memory 1127 stores correction values obtained by measuring frequency characteristics of a specific touch screen (ie, a touch screen coupled with the controller 1100). The DSP 1125 responds to a specific center frequency based on the correction value stored in the memory 1127. Preferably, the DSP 1125 is responsive to a center frequency that varies in response to the delayed signal and takes into account variations due to partial variations in the acoustic reflection array.

図11のアイテム1125は、その一般的な用語の意味において、デジタル信号プロセッサ(すなわちDSP)である。デジタル信号処理とは、ADコンバータ1121,1123からのデジタル信号の数学的またはデジタル的な処理を意味する。DSP1125は数多くの方法で実現することができる。たとえば、DSP1125はマイクロプロセッサ1131により実行されるプログラムコードであってもよい。択一的には、DSP1125は音波タッチスクリーン用コントローラのためにカスタム設計されたデジタル回路であってもよい。さらに、デジタル信号処理は、それに限定されないが、電子エンジニアがしばしば引用する「DSPチップ」というパッケージ化されたシリコンチップで行ってもよい。   Item 1125 in FIG. 11 is a digital signal processor (ie, DSP) in the general term meaning. Digital signal processing means mathematical or digital processing of digital signals from the AD converters 1121 and 1123. The DSP 1125 can be implemented in a number of ways. For example, the DSP 1125 may be program code executed by the microprocessor 1131. Alternatively, the DSP 1125 may be a digital circuit custom designed for a sonic touch screen controller. Furthermore, digital signal processing may be performed on, but not limited to, a packaged silicon chip called a “DSP chip” often quoted by electronic engineers.

送信トランスデューサバーストを発するために、水晶発振器1101からの出力信号がデジタルバースト回路1129に供給される。バースト回路1129は、マイクロプロセッサ1131から受信した指示に従って、この出力信号を処理し、その後、永久メモリ1127から所望の中心周波数に関する指示を受信する。必要ならば、ライン1135を介して送信トランスデューサに送信される前に、デジタルバースト回路1129の出力が、バースト増幅器1133により増幅される。   An output signal from the crystal oscillator 1101 is supplied to the digital burst circuit 1129 to emit a transmission transducer burst. Burst circuit 1129 processes this output signal in accordance with the instructions received from microprocessor 1131 and then receives instructions regarding the desired center frequency from permanent memory 1127. If necessary, the output of the digital burst circuit 1129 is amplified by a burst amplifier 1133 before being transmitted to the transmit transducer via line 1135.

図12は、デジタルバースト回路1129の具体例を示す概略図である。バースト回路1129は、マイクロプロセッサ1131に接続されたビットレジスタ1201(たとえば64×8ビットレジスタ)を内蔵する。マイクロプロセッサ1131は、所望のビットパターン(すなわち永久メモリ1127の出力信号に呼応して、マイクロプロセッサ1131により生成されたデジタルパターン)をレジスタ1201にロードする。そのビットパターンは、バースト中心周波数を決定する。各バーストについて、レジスタ1201にロードされたビットパターンは、バーストを生成するためにクロックアウトされるシフトレジスタ1203にラッチされる。理解されるように、異なるビットパターンを用いて、タッチスクリーンのx座標およびy座標についてバースト中心周波数を決定することにより、2つの軸の間の変動を参酌することができる。ビットパターンは、メモリ1127からの周波数補正データに呼応して、あるいはマイクロプロセッサ1131により計算されるか、あるいはメモリ1127に直接的に記録してもよいことに留意すべきである。   FIG. 12 is a schematic diagram showing a specific example of the digital burst circuit 1129. The burst circuit 1129 includes a bit register 1201 (for example, a 64 × 8 bit register) connected to the microprocessor 1131. The microprocessor 1131 loads a desired bit pattern (that is, a digital pattern generated by the microprocessor 1131 in response to the output signal of the permanent memory 1127) into the register 1201. The bit pattern determines the burst center frequency. For each burst, the bit pattern loaded into register 1201 is latched into shift register 1203 that is clocked out to generate the burst. As will be appreciated, variations between the two axes can be taken into account by using different bit patterns to determine the burst center frequency for the x and y coordinates of the touch screen. It should be noted that the bit pattern may be calculated in response to frequency correction data from the memory 1127, or calculated by the microprocessor 1131 or recorded directly in the memory 1127.

この実施形態に係る適応可能コントローラを利用できる別の具体例において、タッチスクリーンは、回折格子トランスデューサを用いる。回折格子トランスデューサにおいて、圧電素子が基板の後面に配設され、回折格子が基板の前面に配設される。回折格子を用いて、圧電素子により生成された圧力波をコヒーレントに回折して、基板の表面に沿って伝播する音波を生成する。こうした回折格子トランスデューサは、動作周波数がガラス厚共鳴周波数と一致するとき、最も効率的であることが確認されている。基板のガラス厚共鳴周波数は、基板の厚さに依存するので、好適には、まずガラス厚さを測定した後、最適動作周波数を計算し、その最適動作周波数に対する適当な反射アレイおよび回折格子が設計される。そして本発明に係る適応可能コントローラ、たとえばコントローラ1100を用いて、コントローラの周波数をタッチスクリーンの特性周波数に適応させる。ただしこの実施形態のいくつかの応用例と異なり、この具体例においては、適応可能コントローラが基準発振器の周波数から10〜20%程度、バースト周波数を変動させる機能を有することが必要である。任意の受信帯域フィルタ、たとえばフィルタ1113は、調整可能であるか、または十分に広帯域バンドであり、タッチスクリーンの特性周波数の変動範囲を十分にカバーすることが必要である。   In another example where an adaptable controller according to this embodiment can be utilized, the touch screen uses a grating transducer. In the diffraction grating transducer, the piezoelectric element is disposed on the rear surface of the substrate, and the diffraction grating is disposed on the front surface of the substrate. The diffraction wave is used to coherently diffract the pressure wave generated by the piezoelectric element to generate a sound wave that propagates along the surface of the substrate. Such grating transducers have been found to be most efficient when the operating frequency matches the glass thickness resonance frequency. Since the glass thickness resonance frequency of the substrate depends on the thickness of the substrate, it is preferable to first measure the glass thickness, then calculate the optimum operating frequency, and find the appropriate reflective array and diffraction grating for that optimum operating frequency. Designed. The controller frequency is adapted to the characteristic frequency of the touch screen using an adaptable controller according to the present invention, for example, the controller 1100. However, unlike some applications of this embodiment, this specific example requires the adaptable controller to have a function to vary the burst frequency by about 10-20% from the frequency of the reference oscillator. Any receive band filter, such as filter 1113, needs to be tunable or sufficiently wide band to fully cover the variation range of the characteristic frequency of the touch screen.

図13は適用可能コントローラの別の実施形態を示す概略図であり、このコントローラは、タッチスクリーン基板に直接的に実装されるため、大きさと費用の両方の点で利点がある。この実施形態において、水晶発振器は、局部発振器1301と置換されるため、所望の大きさが得られる。局部発振器1301は、たとえばシリコンチップ上の回路部品だけで構成されるものであってもよい。水晶発振器に対して局部発振器1301にドリフトがあると、必要とされる周波数の安定を実現するために、フィードバックループが求められる。フィードバックループにより、コントローラ1300は、盛んに、すなわち反復して、発振周波数を所望の周波数に適応させる。   FIG. 13 is a schematic diagram illustrating another embodiment of an applicable controller, which is advantageous in both size and cost because it is mounted directly on a touch screen substrate. In this embodiment, since the crystal oscillator is replaced with the local oscillator 1301, a desired size can be obtained. The local oscillator 1301 may be composed only of circuit components on a silicon chip, for example. If there is a drift in the local oscillator 1301 relative to the crystal oscillator, a feedback loop is required to achieve the required frequency stability. With the feedback loop, the controller 1300 actively or repeatedly adapts the oscillation frequency to the desired frequency.

上述の実施形態と同様、タッチスクリーンの受信トランスデューサからのRF信号は、まず帯域フィルタ1303および増幅器1305を通過することにより調整される。調整されたRF信号は、ミキサ1307において局部発振器1301の出力信号と混合される。発振器1301は、たとえば入力電圧により周波数が制御される可変周波数発振器である。コンデンサ1308と発振器1301との間の適当なバッファ回路を用いて、発振器1301は、電流等の他の種類の電気的な入力信号を提供することができる。この実施形態において、局部発振器または基準発振器は、タッチスクリーンの周波数よりも大きい周波数で作動する。たとえば名目上、5.5MHzのタッチスクリーン周波数に対して、発振器1301は、約6MHzの周波数で作動するものであってもよい。その後、ミキサ1307からの出力信号は約500kHzの中間周波数に設定される。   Similar to the embodiment described above, the RF signal from the touch screen receive transducer is first conditioned by passing through a bandpass filter 1303 and an amplifier 1305. The adjusted RF signal is mixed with the output signal of local oscillator 1301 in mixer 1307. The oscillator 1301 is a variable frequency oscillator whose frequency is controlled by an input voltage, for example. Using a suitable buffer circuit between the capacitor 1308 and the oscillator 1301, the oscillator 1301 can provide other types of electrical input signals such as current. In this embodiment, the local oscillator or reference oscillator operates at a frequency greater than the frequency of the touch screen. For example, for a nominal touch screen frequency of 5.5 MHz, the oscillator 1301 may operate at a frequency of about 6 MHz. Thereafter, the output signal from the mixer 1307 is set to an intermediate frequency of about 500 kHz.

ミキサ1307から出力される中間周波数信号は、弁別器1311に入力される前に、帯域フィルタ1309を通過する。弁別器1311は、中間周波数信号の周波数が弁別器1311の中心周波数よりも高いか低いかに依存する符号を有し、弁別器の中心周波数との差異の程度に依存する振幅を有する電圧を生成する。そして弁別器1311からの出力信号を用いて、バラクタダイオードにより、局部発振器1301の周波数を調整して、弁別器の出力信号の電圧をゼロ近くまで低減する。制御プロセッサ1314に接続されたスイッチ1313は、サンプルホールド回路の一部であり、これにより局部発振器1301をバーストサイクル/受信サイクルの間で先に特定された周波数で保持することができる。スイッチ1313は、受信サイクルの間閉じられる。   The intermediate frequency signal output from the mixer 1307 passes through the band filter 1309 before being input to the discriminator 1311. The discriminator 1311 has a sign that depends on whether the frequency of the intermediate frequency signal is higher or lower than the center frequency of the discriminator 1311 and generates a voltage having an amplitude that depends on the degree of difference from the center frequency of the discriminator. . The frequency of the local oscillator 1301 is adjusted by the varactor diode using the output signal from the discriminator 1311 to reduce the voltage of the output signal of the discriminator to near zero. A switch 1313 connected to the control processor 1314 is part of the sample and hold circuit, which allows the local oscillator 1301 to be held at the previously specified frequency between burst / receive cycles. Switch 1313 is closed during the receive cycle.

システム起動中、局部発振器1301は、相当のマージンで所望の周波数から逸脱して、フィードバックループが発振器を有効に安定化させることを阻害する場合がある。このとき好適には、コントローラ1300は、フィードバックループが機能するまで、局部発振器1301の周波数を徐々に調整するランプ機能を有する。ある動作モードにおいて、起動中、スイッチ1313は開いており、第2のスイッチ1315は閉じている。デジタルアナログ変換器(すなわち、DAC)1317は、マイクロプロセッサ1314の制御下で、発振器1301の周波数を調整し、検知器1319でミキサ1307の出力信号を見ながら、その周波数を増大(または低減)させる。検知器1319は、ADコンバータ1321を介してマイクロプロセッサ1314に接続されている。検知器1319の出力信号が、所定のしきい値を超えて、局部発振器1301が所望の周波数に近似していることを示すとき、マイクロプロセッサ1314は、フィードバックループが局部発振周波数を微調整できるように、スイッチ1315を開き、スイッチ1313を閉じる。択一的には、起動中に、スイッチ1313およびスイッチ1315の両方を閉じてもよい。このモードにおいて、発振周波数が帯域フィルタ1303の帯域内に入ると、マイクロプロセッサ1314は、スイッチ1315を開いて、この時点により以降、フィードバックループが周波数を微調整できるようにする。   During system startup, the local oscillator 1301 may deviate from the desired frequency with a substantial margin and prevent the feedback loop from effectively stabilizing the oscillator. In this case, the controller 1300 preferably has a ramp function that gradually adjusts the frequency of the local oscillator 1301 until the feedback loop functions. In one operating mode, during startup, switch 1313 is open and second switch 1315 is closed. A digital-to-analog converter (ie, DAC) 1317 adjusts the frequency of the oscillator 1301 under the control of the microprocessor 1314 and increases (or decreases) the frequency while watching the output signal of the mixer 1307 with the detector 1319. . The detector 1319 is connected to the microprocessor 1314 via the AD converter 1321. When the output signal of detector 1319 exceeds a predetermined threshold, indicating that local oscillator 1301 approximates the desired frequency, microprocessor 1314 allows the feedback loop to fine tune the local oscillation frequency. Then, the switch 1315 is opened and the switch 1313 is closed. Alternatively, both switches 1313 and 1315 may be closed during startup. In this mode, when the oscillation frequency falls within the band of the bandpass filter 1303, the microprocessor 1314 opens the switch 1315 so that the feedback loop can fine tune the frequency from this point onwards.

上述の実施形態と対照的に、局部発振器1301の周波数は、所望のバースト周波数に調整されない。むしろ、局部発振器1301の周波数がタッチスクリーンの周波数に追随して、局部発振器の周波数とタッチスクリーンの周波数との間の差が一定となるように(この具体例では、500kHz)維持される。したがって、所望のバースト周波数を達成するために、局部発振器1301からの安定化させた出力信号は、第2のミキサ1323において中間周波数発振器1325からの出力信号と混合される。中間周波数発振器1325は、中間周波数帯域フィルタ1309と同じ周波数(この具体例では約500kHz)で作動する。ミキサ1323からの出力信号は、所望のバースト周波数(この具体例では約5.5MHz)を有する。帯域フィルタ(図示せず)は、ミキサ1323とバースト回路1327との間に挿入され、ミキサ1323からの所望の和周波または差周波のみを通過させる。上述の実施形態と同様、この周波数におけるトーンバーストの長さは、マイクロプロセッサ1314に接続されるバースト回路1327によって制御される。通常、トーンバーストは、タッチスクリーンの送信トランスデューサの1つに対するライン1331に沿って出力される前に、バースト増幅器1329により所望の振幅に増幅される。   In contrast to the embodiment described above, the frequency of the local oscillator 1301 is not adjusted to the desired burst frequency. Rather, the frequency of the local oscillator 1301 follows the frequency of the touch screen and is maintained so that the difference between the frequency of the local oscillator and the frequency of the touch screen is constant (in this example, 500 kHz). Thus, to achieve the desired burst frequency, the stabilized output signal from local oscillator 1301 is mixed with the output signal from intermediate frequency oscillator 1325 in second mixer 1323. The intermediate frequency oscillator 1325 operates at the same frequency as the intermediate frequency band filter 1309 (about 500 kHz in this example). The output signal from mixer 1323 has a desired burst frequency (about 5.5 MHz in this example). A band-pass filter (not shown) is inserted between the mixer 1323 and the burst circuit 1327 and passes only a desired sum frequency or difference frequency from the mixer 1323. Similar to the embodiment described above, the length of the tone burst at this frequency is controlled by a burst circuit 1327 connected to the microprocessor 1314. Typically, the tone burst is amplified to the desired amplitude by a burst amplifier 1329 before being output along line 1331 to one of the touch screen transmit transducers.

図13における回路は、受信信号のRF周波数をより低い周波数だけシフトする回路の具体例であるが、シフトさせる周波数は、必ずしも約500kHz等のベースバンドではない。これは、適応可能な周波数コントローラの設計者により広く利用される技術である。より低い周波数の選択は、RF周波数とベースバンドとの間であればどこでもよい。その最適値は、特定の回路、ノイズ源等の詳細に依存する。   The circuit in FIG. 13 is a specific example of a circuit that shifts the RF frequency of the received signal by a lower frequency, but the frequency to be shifted is not necessarily a baseband such as about 500 kHz. This is a technique widely used by designers of adaptive frequency controllers. The lower frequency selection can be anywhere between the RF frequency and the baseband. The optimum value depends on the details of the particular circuit, noise source, etc.

図14−15は、基板上の音波の速度が使用中に変動するタッチスクリーンに最も適した本発明の別の実施形態を示す。たとえば上述のように、ポリマ製基板上の音波の速度特性は温度に依存する場合がある。したがって、ポリマ製基板を有するタッチスクリーンは、使用中に(たとえば室温全体の変化に起因して)全体的変動、または(スクリーンの異なる部分により温度が異なることに起因して)部分的変動を生じる場合がある。図14および図15に示す実施形態は、こうした変動に適応できるように設計されている。   FIGS. 14-15 illustrate another embodiment of the present invention that is most suitable for touch screens where the speed of sound waves on the substrate varies during use. For example, as described above, the velocity characteristics of sound waves on a polymer substrate may depend on temperature. Thus, a touch screen with a polymer substrate will cause a total variation (due to a change in the overall room temperature, for example) or a partial variation (due to different temperatures at different parts of the screen) during use. There is a case. The embodiment shown in FIGS. 14 and 15 is designed to accommodate these variations.

図14は、実施形態の方法を示すフローチャートであって、コントローラ1500は、頻繁に適応させる必要があるタッチスクリーンに接続されている。この実施形態において、第1のステップは、タッチスクリーンがタッチ(接触)を検知したか否かを判断することである(ステップ1401)。タッチを検知しない場合、コントローラ1500は、タッチスクリーンの周波数特性を決定するテストシーケンス(テストルーチン)を実行する。好適には、その最初のステップは、テストルーチンを最後に行ってから経過した時間を判断することにある(ステップ1403)。あらかじめ設定された時間が経過していない場合(ステップ1405)、そのシステムループは開始点に戻る。あらかじめ設定された時間が経過していた場合、システムは、基板のx座標およびy座標に対し、基板の周波数特性を測定し(ステップ1407)、1組の補正値を決定する(ステップ1409)。これらの補正値はコントローラのメモリに記録され(ステップ1411)、システムループは開始点に戻る(ステップ1413)。そしてタッチを検知すると(ステップ1415)、システムは、タッチ座標を特定し(ステップ1417)、これらの座標を動作システムに送る(ステップ1419)。   FIG. 14 is a flowchart illustrating the method of the embodiment, where the controller 1500 is connected to a touch screen that needs to be adapted frequently. In this embodiment, the first step is to determine whether or not the touch screen has detected a touch (contact) (step 1401). When the touch is not detected, the controller 1500 executes a test sequence (test routine) for determining the frequency characteristic of the touch screen. Preferably, the first step is to determine the time that has elapsed since the last execution of the test routine (step 1403). If the preset time has not elapsed (step 1405), the system loop returns to the starting point. If the preset time has elapsed, the system measures the frequency characteristics of the substrate with respect to the x and y coordinates of the substrate (step 1407) and determines a set of correction values (step 1409). These correction values are recorded in the memory of the controller (step 1411), and the system loop returns to the starting point (step 1413). When a touch is detected (step 1415), the system identifies touch coordinates (step 1417) and sends these coordinates to the motion system (step 1419).

頻繁に適応可能なコントローラ1500を図15に示す。このコントローラは、いくつかの一部変更点を除き、基本的にコントローラ1100と同じのものである。たとえば、永久メモリ1127を一時メモリ1501で置換している。コントローラ1100と同様、メモリ1501は、タッチスクリーンの特性周波数の変動を補正するために必要な周波数補正値を記憶する。この実施形態に係る一時メモリは、上述のように、コントローラ1500が補正値を周期的に更新するときに必要となる。さらにメモリは、周期的に更新する必要があるので、マイクロプロセッサ1131に対して双方向に通信する。したがって、特性テストシーケンスの際、マイクロプロセッサ1131は、DSP1125の出力信号を用いて、所望の周波数補正値を決定し、メモリ1501に記憶する。   A frequently adaptable controller 1500 is shown in FIG. This controller is basically the same as the controller 1100 except for some changes. For example, the permanent memory 1127 is replaced with a temporary memory 1501. Similar to the controller 1100, the memory 1501 stores a frequency correction value necessary for correcting fluctuations in the characteristic frequency of the touch screen. The temporary memory according to this embodiment is necessary when the controller 1500 periodically updates the correction value as described above. Furthermore, since the memory needs to be updated periodically, it communicates bidirectionally to the microprocessor 1131. Therefore, during the characteristic test sequence, the microprocessor 1131 determines a desired frequency correction value using the output signal of the DSP 1125 and stores it in the memory 1501.

図11に示す実施形態において、デジタルバーストプロセッサ1129は、所望のバースト周波数を有するバースト信号を出力する。さらに出力されたバースト信号の電力スペクトルは、一時メモリ1501に記憶された補正値に基づいて調整される。個々のRFパルスの位相の時間変調(たとえば、sin(x)/x曲線に基づくパルス位相)、バーストトレインの振幅変調(たとえば、異なる長さの一連のデジタルパルスの台形包絡線またはスタック)、またはRFサイクルのユニットにおける非積分バースト長を用いることなどを含む、さまざまな技術を用いて、バースト電力スペクトルを調整することができる。   In the embodiment shown in FIG. 11, the digital burst processor 1129 outputs a burst signal having a desired burst frequency. Further, the power spectrum of the output burst signal is adjusted based on the correction value stored in the temporary memory 1501. Time modulation of the phase of individual RF pulses (eg, pulse phase based on sin (x) / x curve), amplitude modulation of burst train (eg, trapezoidal envelope or stack of a series of digital pulses of different lengths), or Various techniques can be used to adjust the burst power spectrum, including using non-integrated burst lengths in units of the RF cycle.

図16に示す実施形態によれば、処理される受信信号の中心周波数のみが調整され、バースト信号の周波数は調整されない。この実施形態は、バーストが極めて短く、たとえばRF信号の10サイクル未満の期間を有し、タッチスクリーンの特性周波数における予期される変動をカバーするほど十分に広帯域であるとき、バースト信号の周波数を調整する必要がない場合において適用することができる。   According to the embodiment shown in FIG. 16, only the center frequency of the received signal to be processed is adjusted, and the frequency of the burst signal is not adjusted. This embodiment adjusts the frequency of the burst signal when the burst is very short, for example, has a duration of less than 10 cycles of the RF signal and is wide enough to cover the expected variation in the characteristic frequency of the touch screen It can be applied when it is not necessary to do so.

図16に示すように、マイクロプロセッサ1601は、名目上のRF動作周波数を受信し、送信トランスデューサ(図示せず)を実行するバースト回路1603を起動する。上述の実施形態と同様に、バースト増幅器1605を用いて、バースト回路1603の出力信号を調整することができる。受信回路チェーンにおける狭帯域フィルタは可変帯域フィルタ1607である。可変帯域フィルタ1607の中心周波数はDA変換器1609により提供される電圧によって制御され、DA変換器1609はマイクロプロセッサ1601によって制御される。フィルタ1607等の可変帯域フィルタに関する適当な回路設計は、当業者により広く知られているので、さらに説明しない。受信トランスデューサ(図示せず)からの信号は、中心周波数を決定する可変帯域フィルタ1607を通過する前に、相対的に広い帯域フィルタ1611を通過し、増幅器1613により増幅してもよい。その信号は、検知器1615により、RF信号からベースバンド信号に変換され、ADコンバータ1617でデジタル化される。マイクロプロセッサ1601は、たとえば図8に示す処理を用いることにより、DA変換器1609に対する最適な設定を決定する。そして最適なDA変換器の設定はメモリ1619に記憶され、マイクロプロセッサ1601は通常のタッチ処理の間、記憶された値を用いる。x信号およびy信号に対して、個別のDA変換器の値を記憶してもよい。   As shown in FIG. 16, the microprocessor 1601 receives a nominal RF operating frequency and activates a burst circuit 1603 that executes a transmit transducer (not shown). Similar to the above-described embodiment, the output signal of the burst circuit 1603 can be adjusted using the burst amplifier 1605. The narrow band filter in the receiving circuit chain is a variable band filter 1607. The center frequency of the variable band filter 1607 is controlled by the voltage provided by the DA converter 1609, and the DA converter 1609 is controlled by the microprocessor 1601. Appropriate circuit designs for variable bandpass filters such as filter 1607 are well known by those skilled in the art and will not be further described. A signal from a receiving transducer (not shown) may pass through a relatively wide band filter 1611 and be amplified by an amplifier 1613 before passing through a variable band filter 1607 that determines the center frequency. The signal is converted from an RF signal to a baseband signal by a detector 1615 and digitized by an AD converter 1617. The microprocessor 1601 determines an optimum setting for the DA converter 1609 by using, for example, the processing shown in FIG. The optimal DA converter settings are then stored in the memory 1619 and the microprocessor 1601 uses the stored values during normal touch processing. You may memorize | store the value of a separate DA converter with respect to x signal and y signal.

上述の各実施形態において、タッチ検知に用いられるトランスデューサ、たとえばトランスデューサ105,107,115および117を用いて、コントローラをタッチスクリーンに適応させることが好ましい。すなわち、たとえばトランスデューサ105が発し、トランスデューサ107が受けた音波から生じた受信信号を、本発明に係る適応可能なコントローラの基準周波数として用いるか、あるいは従来式のタッチスクリーンと同一または類似の手法によりタッチ情報を提供するものとして用いることができる。ただし、タッチスクリーンの特性周波数を決定して、コントローラを適応させるために用いられるトランスデューサは、タッチ検知および情報収集のために用いられるトランスデューサと同じである必要はない。たとえば、図17に示すように、1対のトランスデューサ1701,1703を遅延ラインフィードバック発振器(図示せず)において用いて、タッチスクリーンの特性周波数を決定するが、タッチ検知の際に用いられるトランスデューサ105,107,115,117を追加することができる。択一的には、個別の反射アレイを有する別個の変換器を、タッチスクリーン基板の背面に設けてもよい。好適には、追加したトランスデューサの入力信号および出力信号は、コントローラ700のライン707,713、またはコントローラ1100,1300または1500の相当するラインで多重化される。この方法は、タッチ検知音波経路の必要性と独立して、周波数基準信号の特性を最適化する自由度が得られる。   In each of the embodiments described above, it is preferable to adapt the controller to the touch screen using transducers used for touch detection, such as transducers 105, 107, 115 and 117. That is, for example, a received signal generated from a sound wave emitted from the transducer 105 and received by the transducer 107 is used as a reference frequency of an adaptable controller according to the present invention, or touched by the same or similar method as a conventional touch screen. It can be used to provide information. However, the transducer used to determine the characteristic frequency of the touch screen and adapt the controller need not be the same as the transducer used for touch sensing and information gathering. For example, as shown in FIG. 17, a pair of transducers 1701, 1703 are used in a delay line feedback oscillator (not shown) to determine the characteristic frequency of the touch screen, but the transducer 105, used in touch sensing, 107, 115, 117 can be added. Alternatively, a separate transducer with a separate reflective array may be provided on the back side of the touch screen substrate. Preferably, the input and output signals of the added transducer are multiplexed on line 707, 713 of controller 700 or the corresponding line of controller 1100, 1300 or 1500. This method provides a degree of freedom to optimize the characteristics of the frequency reference signal, independent of the need for touch sensitive sound wave paths.

本発明のいくつかの実施形態が、これまでに説明および図示されてきたが、本発明に係る適応方法を用いた他の実施形態が考えられることが理解されるべきである。加えて、上述の実施形態の種々の態様が、本発明から逸脱することなく変更できることを理解すべきである。たとえば、図13に示す実施形態で用いられる非水晶基準発振器およびフィードバックループは、図11および図12で示す実施形態で用いられる水晶発振器の代わりに用いてもよい。すなわち本発明は、その精神または必須の特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化できる。したがって、ここでの開示および説明は、特許請求の範囲で示される本発明の範囲を説明するために例示するものであって、限定するためのものではない。   While several embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it should be understood that other embodiments using the adaptation method according to the present invention are possible. In addition, it should be understood that various aspects of the above-described embodiments can be modified without departing from the invention. For example, the non-crystal reference oscillator and feedback loop used in the embodiment shown in FIG. 13 may be used in place of the crystal oscillator used in the embodiment shown in FIGS. That is, the present invention may be embodied in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the disclosure and description herein are intended to be illustrative, not limiting, of the scope of the present invention as set forth in the claims.

100 タッチスクリーン
101 基板
105,115 送信トランスデューサ
107,117 受信トランスデューサ
109,111 反射アレイ
123 コントローラ
125 プロセッサ
127 信号プロセッサ
1701,1703 トランスデューサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Touch screen 101 Board | substrate 105,115 Transmission transducer 107,117 Reception transducer 109,111 Reflection array 123 Controller 125 Processor 127 Signal processor 1701,1703 Transducer

Claims (18)

音波が伝播できる基板と、
基板に接続された少なくとも1つの送信トランスデューサであって、入力信号に呼応した第1のバースト長の音波を送信する少なくとも1つの送信トランスデューサと、
基板に接続された複数の音波反射部を有する反射アレイであって、第1のバースト長の音波を長くして、第2のバースト長の音波を形成する反射アレイと、
基板に接続された少なくとも1つの受信トランスデューサであって、第2のバースト長の音波を受ける受信トランスデューサと、
少なくとも1つの送信トランスデューサおよび少なくとも1つの受信トランスデューサに接続された適応可能コントローラとを備え、
適応可能コントローラは、
第1の周波数を生成する基準発振器と、
基準発振器に接続されたマイクロプロセッサと、
マイクロプロセッサ、基準発振器、少なくとも1つの送信トランスデューサに接続されたデジタルバースト回路であって、バースト制御信号に呼応して少なくとも1つの送信トランスデューサに入力信号を出力するデジタルバースト回路と、
マイクロプロセッサに接続された、1組の周波数補正値を含むメモリとを有し、
マイクロプロセッサは、デジタルバースト回路にバースト制御信号を出力することを特徴とするタッチスクリーンシステム。
A substrate through which sound waves can propagate;
At least one transmission transducer connected to the substrate for transmitting acoustic waves of a first burst length in response to an input signal;
A reflection array having a plurality of sound wave reflection parts connected to a substrate, wherein the sound wave of a first burst length is lengthened to form a sound wave of a second burst length;
At least one receiving transducer connected to the substrate for receiving a second burst length of sound waves;
An adaptable controller connected to at least one transmitting transducer and at least one receiving transducer;
Applicable controllers are
A reference oscillator for generating a first frequency;
A microprocessor connected to a reference oscillator;
A digital burst circuit connected to a microprocessor, a reference oscillator, at least one transmission transducer, and outputting an input signal to the at least one transmission transducer in response to a burst control signal;
A memory including a set of frequency correction values connected to a microprocessor;
A touch screen system, wherein the microprocessor outputs a burst control signal to a digital burst circuit.
基準発振器は、水晶発振器であることを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーンシステム。   The touch screen system according to claim 1, wherein the reference oscillator is a crystal oscillator. バースト制御信号は、ビットパターンであることを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーンシステム。   The touch screen system of claim 1, wherein the burst control signal is a bit pattern. 1組の周波数補正値は、マイクロプロセッサによりメモリに伝達されることを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーンシステム。   The touch screen system of claim 1, wherein the set of frequency correction values is transmitted to the memory by a microprocessor. 基準発振器に接続された周波数分周器をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーンシステム。   The touch screen system of claim 1, further comprising a frequency divider connected to a reference oscillator. 少なくとも1つの送信トランスデューサが、回折格子トランスデューサであることを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーンシステム。   The touch screen system of claim 1, wherein the at least one transmission transducer is a diffraction grating transducer. タッチスクリーンシステムを制御する方法であって、
メモリに1組の周波数補正値を格納する格納ステップと、
1組の周波数補正値をデジタル信号プロセッサに送信する第1の送信ステップと、
第1の波形信号を受信トランスデューサで受信する受信ステップと、
第1の波形信号および1組の周波数補正値から、デジタル信号プロセッサを用いて、第2の波形信号を計算する計算ステップとを有することを特徴とする方法。
A method for controlling a touch screen system, comprising:
A storage step of storing a set of frequency correction values in a memory;
A first transmission step of transmitting a set of frequency correction values to the digital signal processor;
Receiving a first waveform signal with a receiving transducer;
And calculating a second waveform signal from the first waveform signal and the set of frequency correction values using a digital signal processor.
1組の周波数補正値を、マイクロプロセッサを用いて生成する第1の生成ステップと、
1組の周波数補正値をメモリに送信する第2の送信ステップとを有することを特徴とする請求項7に記載の方法。
A first generation step of generating a set of frequency correction values using a microprocessor;
The method according to claim 7, further comprising a second transmission step of transmitting a set of frequency correction values to the memory.
受信トランスデューサにより受信された第1の波形信号を周期的に解析する解析ステップと、
解析に呼応して、1組の周波数補正値を生成する第2の生成ステップと、
1組の周波数補正値をメモリに送信する第2の送信ステップとを有することを特徴とする請求項7に記載の方法。
An analysis step for periodically analyzing the first waveform signal received by the receiving transducer;
A second generating step for generating a set of frequency correction values in response to the analysis;
The method according to claim 7, further comprising a second transmission step of transmitting a set of frequency correction values to the memory.
特性周波数を有するタッチスクリーンを含むタッチスクリーンシステムを制御する方法であって、
調整可能な第1の周波数を有する信号を生成する生成ステップと、
受信トランスデューサからの出力信号と、第1の周波数を有する信号とを混合して、第2の周波数を有する信号を生成する混合ステップと、
第2の周波数を有する信号を、帯域フィルタに通すフィルタ処理ステップと、
フィルタ処理された信号の第2の周波数を、タッチスクリーンの特性周波数と比較する比較ステップと、
フィルタ処理された第2の周波数が、所望の周波数に実質的に等しくなるまで、第1の周波数を調整する調整ステップとを有することを特徴とする方法。
A method for controlling a touch screen system including a touch screen having a characteristic frequency, comprising:
Generating a signal having an adjustable first frequency;
Mixing the output signal from the receiving transducer with a signal having a first frequency to produce a signal having a second frequency;
A filtering step of passing a signal having the second frequency through a bandpass filter;
A comparing step of comparing the second frequency of the filtered signal with the characteristic frequency of the touch screen;
Adjusting the first frequency until the filtered second frequency is substantially equal to the desired frequency.
システム起動時に、第1の周波数を初期周波数に設定する設定ステップと、
周波数の範囲を通して、初期周波数から第1の周波数をランプするランプステップと
フィルタ処理された第2の周波数が、所望の周波数から所定の差異の範囲内にあるとき、ランプステップを中止する中止ステップとを有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
A setting step of setting the first frequency to an initial frequency at the time of system startup;
A ramp step for ramping the first frequency from the initial frequency through a range of frequencies and an abort step for aborting the ramp step when the filtered second frequency is within a predetermined difference from the desired frequency; The method of claim 10, comprising:
第1の周波数信号を、中間周波数発振器の出力信号と混合して、第3の周波数を有する信号を生成する混合ステップと、
第3の周波数を有する信号をバースト回路に送信する第1の送信ステップと、
バースト信号を生成する生成ステップと、
バースト信号を、タッチスクリーンシステムに接続された送信トランスデューサに送信する第2の送信ステップとを有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
Mixing a first frequency signal with an output signal of the intermediate frequency oscillator to produce a signal having a third frequency;
A first transmission step of transmitting a signal having a third frequency to the burst circuit;
A generating step for generating a burst signal;
11. The method of claim 10, further comprising a second transmission step of transmitting the burst signal to a transmission transducer connected to the touch screen system.
タッチスクリーンシステムを操作する方法であって、
特定のタッチスクリーンコントローラに複数の特性周波数を提供する提供ステップと、
特定のタッチスクリーン基板に、1組の動作周波数特性を測定する測定ステップと、
特定のタッチスクリーンコントローラを、特定のタッチスクリーン基板に接続する接続ステップと、
複数の受信特性周波数から、基板動作周波数に実質的に適応する少なくとも1つの特性周波数を選択する選択ステップとを有することを特徴とする方法。
A method of operating a touch screen system,
Providing a plurality of characteristic frequencies for a particular touch screen controller;
A measurement step for measuring a set of operating frequency characteristics on a specific touch screen substrate;
Connecting a specific touch screen controller to a specific touch screen substrate; and
Selecting from at least one characteristic frequency that is substantially adapted to the substrate operating frequency from a plurality of characteristic reception frequencies.
複数の特性周波数は制御可能であることを特徴とする請求項13に記載の方法。 The method of claim 13 , wherein the plurality of characteristic frequencies is controllable. 複数の制御可能な周波数特性を、特定のタッチスクリーンコントローラに対する複数のタッチスクリーンコントローラの設定と関連付ける関連付けステップと、
関連付けられた制御可能な周波数特性とコントローラの設定に関するルックアップテーブルを記録する記録ステップとを有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
Associating a plurality of controllable frequency characteristics with a plurality of touch screen controller settings for a particular touch screen controller;
15. The method according to claim 14 , further comprising the step of recording an associated controllable frequency characteristic and a look-up table for controller settings.
選択ステップが、特定のコントローラ設定を選択して、特性周波数を達成するステップを有することを特徴とする請求項13に記載の方法。 The method of claim 13 , wherein the selecting step comprises selecting a particular controller setting to achieve a characteristic frequency. 複数の特性周波数が、複数の部分的受信特性周波数であることを特徴とする請求項13に記載の方法。 The method of claim 13 , wherein the plurality of characteristic frequencies is a plurality of partial reception characteristic frequencies. 選択ステップが、複数の部分的受信特性周波数から、1組の部分的受信特性周波数を選択することを特徴とする請求項17に記載の方法。 The method of claim 17 , wherein the selecting step selects a set of partial reception characteristic frequencies from a plurality of partial reception characteristic frequencies.
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